1.Buck電路圖的基本原理

Buck電路有一個開關(guān)（MOSFET），有兩種工作狀態(tài)。

1.開關(guān)閉合

此狀態(tài)下：輸出輸入電源給電感充電，電感電流上升。電感電壓為

Ion為電感在MOSFET開通時的初始電流。

2.開關(guān)斷開

此狀態(tài)下：電感放電給負載，電感電流下降

Ioff為電感在MOSFET關(guān)斷時的初始電流。

伏秒平衡原則：電感兩端平均電壓為0。

根據(jù)電感電流和電壓以及電感的伏秒平衡原則可以得到輸入電壓和輸出電壓的關(guān)系如下：

Buck電路輸出電壓與占空比成正比。D永遠不能大于1.所以輸出電壓永遠小于輸入電壓。Buck電路也叫降壓斬波電路。

輸出電流就是電感電流。輸出電流的平均值可表示為：

總結(jié)：已知一個Buck電路，在知道輸入電壓和輸出電壓之后，可以知道電路工作的占空比。如果又知道開關(guān)的周期和電感值，進而可以知道一個周期內(nèi)電感電流的電壓增量DI。

如果又知道電阻R，就可以知道輸出電流Io。進而得到

在得到了Ion和Ioff之后就可以知道電感電流的變化。

2.CCM、BCM與DCM

都知道Buck電路有三種狀態(tài)，根據(jù)電感電流情況來將電路分為CCM（連續(xù)）、BCM（臨界）、DCM（斷續(xù)）。上面的公式推導(dǎo)的就是在電感連續(xù)的情況下推導(dǎo)得。那么這三種狀態(tài)到底時怎么形成的呢？

CCM電感電流如下：

此時如果電路中其他條件不變，負載電阻增加，導(dǎo)致輸出電流降低，這樣電感電流曲線會整體向下移動。當(dāng)Ion為0時，這時候電感電流已經(jīng)“掉到地上了”。

此時：

如果電阻再繼續(xù)增大，那么此時電感電流已經(jīng)“入坑“電路為斷續(xù)狀態(tài)。

此時

根據(jù)上面的公式，我們可以這樣想。式子中有占空比D，負載R，開關(guān)周期T，電感L。

所以根據(jù)公式可以分析，電路斷續(xù)

可能是負載太大

可能是占空比太小/輸出電壓太小

可能是開關(guān)周期太大

可能是電感太小

但是在工程上，負載，輸出電壓和開關(guān)周期都會有約束，所以電感的選型決定了電路的工作狀態(tài)。

若讓電路工作在連續(xù)狀態(tài)，則

如果輸出電壓在一個范圍活動，占空比D不是固定的，也會浮動。那么判斷電感的式子，就要把D因素去掉，電感大于一個數(shù)，這個數(shù)無論D取多少都成立。即：大于最大的。

上述公式即為電感選型的重要指標(biāo)之一。

那反過來如果知道了Buck電路的參數(shù)指標(biāo)，如何取判斷電路在工作在什么狀態(tài)呢？

比較兩個值的大小即可。

最大臨界電感電流。

涉及到連續(xù)斷續(xù)方面的問題，主要根據(jù)上面的公式去具體分析。根據(jù)已經(jīng)固定的量，來求未固定量的范圍。

3.參數(shù)性能

電流紋波：

由于電感充放電，導(dǎo)致輸出電流的波動情況：

根據(jù)面公式可知：

電流紋波為電感選型的標(biāo)準(zhǔn)之一。

電壓紋波：

由于電感充放電，導(dǎo)致輸出電壓的波動情況

當(dāng)電感電流大于輸出電流時，會給電容充電，當(dāng)電感電流小于輸出電流時，電容放電

電壓紋波作為電容選型的標(biāo)準(zhǔn)之一。

二極管電流，電壓應(yīng)力

二極管承受最大電流，最大電壓如下：