Buck、Boost、Buck-Boost作為直流開關(guān)電源中應(yīng)用廣泛的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，屬于非隔離的直流變換器。

本期內(nèi)容將對(duì)其中的Buck電路展開詳細(xì)介紹。

Buck基礎(chǔ)拓?fù)潆娐?/p>

降壓式（Buck）變換器是一種輸出電壓≤輸入電壓的非隔離直流變換器。Buck變換器的主電路由開關(guān)管Q，二極管D，輸出濾波電感L和輸出濾波電容C構(gòu)成。

下面，就讓我們先通過(guò)一個(gè)短視頻了解Buck電路的工作原理吧！

接下來(lái)小編將從：

開關(guān)整流器基本原理

傳說(shuō)中的“伏-秒平衡”

同步整流死區(qū)時(shí)間

三部分詳細(xì)介紹Buck電路的工作原理，讓我們打起精神，擦亮眼睛，深刻體會(huì)簡(jiǎn)潔而不簡(jiǎn)單的Buck電路吧！

Part 1 開關(guān)整流器基本原理

導(dǎo)通時(shí)間

關(guān)斷時(shí)間

在[0,Ton]期間，開關(guān)導(dǎo)通；在[Ton，Ts]期間，Q截止。設(shè)開關(guān)管開關(guān)周期為Ts，則開關(guān)頻率fs=1/Ts。導(dǎo)通時(shí)間為Ton，關(guān)斷時(shí)間為Toff，則Ts=Ton+Toff。設(shè)占空比為D，則D=Ton/Ts。改變占空比D，即改變了導(dǎo)通時(shí)間Ton的長(zhǎng)短，這種控制方式成為脈沖寬度調(diào)制控制方式（Pulse Width Modulation, PWM）。

Buck電路特征：

? 輸出電壓≤輸入電壓

? 輸入電流斷續(xù)

? 輸出電流連續(xù)

? 需要輸出濾波電感L和輸出濾波電容C

Part 2 傳說(shuō)中的“伏-秒平衡”

伏秒原則，又稱伏秒平衡，是指開關(guān)電源穩(wěn)定工作狀態(tài)下，加在電感兩端的電壓乘以導(dǎo)通時(shí)間等于關(guān)斷時(shí)刻電感兩端電壓乘以關(guān)斷時(shí)間，或指在穩(wěn)態(tài)工作的開關(guān)電源中電感兩端的正伏秒值等于負(fù)伏秒值。

在一個(gè)周期T內(nèi)， 電感電壓對(duì)時(shí)間的積分為0，稱為伏秒平衡原理。正如本文開頭視頻中指出，任何穩(wěn)定拓?fù)渲械碾姼卸际莻鬟f能量而不消耗能量， 都會(huì)滿足伏秒平衡原理。

Part 3 同步整流死區(qū)時(shí)間

同步整流是采用極低導(dǎo)通電阻的的MOSFET來(lái)取代二極管以降低損耗的技術(shù)，大大提高了DCDC的效率。

物理特性的極限使二極管的正向電壓難以低于0.3V。 對(duì)MOSFET來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)選取導(dǎo)通電阻更小的MOSFET來(lái)降低導(dǎo)通損耗。

在開關(guān)電源系統(tǒng)中，死區(qū)時(shí)間（Dead Time）是指為了避免兩個(gè)晶體管開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通而引入的屏蔽時(shí)間。

連接的兩個(gè)晶體管開關(guān)通過(guò)交互地閉合和關(guān)斷來(lái)決定線圈中電流的增減。 為避免兩個(gè)晶體管同時(shí)導(dǎo)通造成不必要的電流浪涌，即需控制電路在開關(guān)動(dòng)作引入死區(qū)特性。 在死區(qū)時(shí)間內(nèi)，需要完成對(duì)已導(dǎo)通晶體管的關(guān)斷和另一晶體管的導(dǎo)通。

死區(qū)時(shí)間：

? 設(shè)置必要的死區(qū)時(shí)間以防止短路。

? 死區(qū)時(shí)間越小，體二極管傳導(dǎo)越少。

? 死區(qū)時(shí)間越小，損耗越小，效率越高。

審核編輯：湯梓紅