通常BUCK芯片的基本拓?fù)淙缦拢簝?nèi)部集成了開關(guān)管以及其驅(qū)動(dòng)器，外圍電路包括輸入輸出電容、電感、二極管。

2. 開關(guān)狀態(tài)       

① MOS管開通時(shí)電流流向如下圖，此時(shí)電感兩端電壓為：VIN-VOUT

② MOS管關(guān)斷時(shí)電流流向如下圖，此時(shí)電感兩端電壓為：-Vd-VOUT，其中Vd為二極管D1導(dǎo)通壓降。

3. 電感電流波形

對(duì)電感有U=L*di/dt，因此在MOS管開通時(shí)di/dt=(VIN-VOUT) / L，在MOS管關(guān)斷時(shí)di/dt=(-Vd-VOUT) / L，下圖是電感電流-時(shí)間的波形圖，因此下圖的斜率即是di/dt。

4. 伏秒平衡

假設(shè)輸出電流穩(wěn)定，對(duì)于電感來(lái)說(shuō)，在T1階段充進(jìn)去的電流就等于在T2階段放出來(lái)的電流，因此對(duì)于T1階段，充進(jìn)去的電流等于斜率K乘以T1，即(VIN-VOUT) / L * T1，對(duì)于T2階段，放出去的電流等于斜率K乘以T2即 (-Vd-VOUT) / L * T2。   

得到的等式左右兩邊單位都是V*S，因此稱為伏秒平衡。

5. MOS管導(dǎo)通時(shí)間占空比

假設(shè)MOS導(dǎo)通時(shí)間占一個(gè)PWM周期的總時(shí)間的比值為D，即占空比為D，那么D=T1/（T1+T2）聯(lián)立伏秒平衡等式計(jì)算得：

如果忽略二極管導(dǎo)通壓降Vd，則占空比D等于VOUT/VIN。

6. 電感計(jì)算公式        

· 針對(duì)T1階段，Δi等于斜率K乘以T1，            

  即Δi = (VIN-VOUT) / L * T1，       

 · 周期T等于1/fsw，fsw為開關(guān)頻率，T1等于周期T乘以占空比D            

   即Δi = (VIN-VOUT) / L * D* (1/fsw)        

 · 一般而言，為了減小輸出電壓紋波，Δi取正常負(fù)載電流IL的20%~30%，我們以20%來(lái)算：     即0.2=(VIN-VOUT) / L * D* (1/fsw)        

 · L為：

7. 示例

我們以一個(gè)輸入12V輸出5V、1A，開關(guān)頻率為500kHz的BUCK為例計(jì)算：        L=（12-5）/（0.2*1*500e-6）*5 /12=29.17uH，因此需要選擇30uH的電感。

8. 擴(kuò)展              

如果輸入電壓和輸出電壓可變，如何選型？為保證輸出電壓紋波足夠小，自然是以算出來(lái)最大的L為準(zhǔn)，那么在什么條件下算出來(lái)的電感最大呢？由于IL和Fsw是固定的，因此實(shí)際上就是求（VIN-VOUT）*VOUT/VIN在什么條件下值最大，將VIN用b代替，VOUT用a代替，即求：a-a*a/b的最大值：

即VOUT等于一半的VIN時(shí)電感最大，當(dāng)然式子中忽略了二極管壓降Vd，有興趣的可以算一下考慮到Vd的話算出來(lái)是多少。

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