Buck電路又被稱為降壓型電路，其在非隔離開關(guān)電源中有著廣泛的應(yīng)用。在電路中主開關(guān)管可以視為與電感、負(fù)載串聯(lián)，既然是串聯(lián)，主開關(guān)管可以放在高端，也可以放在低端，那么就延伸出兩種Buck電路，如果主開關(guān)管放在高端，輸出端電壓零基準(zhǔn)點(diǎn)與輸入端電壓相同，這時(shí)候?qū)敵鲭妷哼M(jìn)行采樣就會(huì)比較方便，但是如果主開關(guān)管放在低端，輸出端電壓零基準(zhǔn)點(diǎn)與輸入端電壓零基準(zhǔn)點(diǎn)就不同了，此時(shí)該如何采樣？本篇重點(diǎn)討論浮地采樣的解決方案。
圖2 Buck電路結(jié)構(gòu)
以上兩圖均為Buck電路模型，圖1可能是我們在各種場合見得最多的Buck電路模型了，圖2在LED燈具上應(yīng)用比較多，作者發(fā)的技術(shù)帖（http://www.e-ticket.cn/bbs/2671828.html）中設(shè)計(jì)的電源就是這種架構(gòu)。設(shè)想一下，如果我們需要采集LED燈的輸出電壓和電流便于監(jiān)測燈具工作狀態(tài)，但是MCU零電位是基于輸入零基準(zhǔn)點(diǎn)，如果直接將Vo端的電壓接至MCU IO口，可能會(huì)導(dǎo)致MCU損壞，因此Vo端與MCU IO口之間加轉(zhuǎn)換電路是十分有必要的，轉(zhuǎn)換電路可以參考下圖。
輸出采樣部分電路單獨(dú)列出來便于觀看每個(gè)元器件位號，分析工作原理：若ZD1取穩(wěn)壓值為10V的穩(wěn)壓二極管，Q2為PNP三極管，此時(shí)導(dǎo)通且Vbe=-0.7V，由此可知VCC-FGND之間壓差為9.3V，用此電壓給運(yùn)放U4 LM2904供電，利用運(yùn)放虛短路和虛斷路的特性可知:
U(R7)為R7、R8分壓時(shí)R7分得的電壓值，根據(jù)U(R7)電壓來計(jì)算Uadv:
同理可以計(jì)算Uadi:
需要注意的是以上電路中R7、R3上分得的電壓要大于0.7V，保證PNP三極管能夠完全導(dǎo)通。
接下來搭建仿真電路檢驗(yàn)是否一致：仿真設(shè)計(jì)時(shí)輸入端用兩個(gè)直流源替代，假設(shè)系統(tǒng)輸入電壓40V，輸出電壓20V，理論計(jì)算：
仿真結(jié)果：
浮地采樣電路設(shè)計(jì)介紹到這里，如果您有更好的想法，歡迎留言討論。