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一、分立式BUCK电路总体原理图 二、BUCK电路与LDO的区别
三、BUCK电路为什么要加电感
四、BUCK电路要加续流二极管
五、BUCK电路导通与断开的回路
六、电源公式的中的几个表示方式
1、输入功率用Pin表示
2、输出功率用Po表示
3、电源的效率公式#xff1a;电源的…目录
一、分立式BUCK电路总体原理图 二、BUCK电路与LDO的区别
三、BUCK电路为什么要加电感
四、BUCK电路要加续流二极管
五、BUCK电路导通与断开的回路
六、电源公式的中的几个表示方式
1、输入功率用Pin表示
2、输出功率用Po表示
3、电源的效率公式电源的效率就等于Po/Pin电源的效率就等于输出功率除以输入功率
4、电感中存储的能量是W1/2*L*I*I
七、BUCK电路基本电路的几个点位电压 当MOS管导通的时候A点的电位是310V 当MOS管断开的时候A点的电位是是-0.7V
八、MOS管在不断开关过程中会导致干扰
九、BUCK电路中的电感是如何工作的
用ton表示MOS管导通的时间段
用toff表示MOS管断开的时间段 一、分立式BUCK电路总体原理图
下面改图包含了电压环和电流环。 二、BUCK电路与LDO的区别 LDO不适合在压差大的环境下使用因为三极管因为CE极承受了压差压差越大损耗的功率就越大将三极管换成MOS管MOS管两端的压差很小所以效率很高功耗很小。
三、BUCK电路为什么要加电感 当MOS管闭合以后310V源通过MOS管给电容C2充电MOS管导通以后DS极电阻在毫欧级电阻很小那么红线这条充电回路就相当于310V电源直接给电容C2充电这样的话是不行的充电电流就会很大要限制电流不能很大如果使用电阻限流也是不行的串电阻电阻上会有功耗。
所以采样加电感的方法加电感使得电流不能突变 四、BUCK电路要加续流二极管 当MOS管导通的时候310V电源给负载供电同时给电容C2充电当电容C2上的电压达到一定程度的时候我们就要关断MOS管了。
MOS管断开以后电容C2给负载提供能量此时电容C2上的电压会下降。
上面的电路有一个问题电感不能断路因为电感中的电流不能突变如果电感电流突变的话电感两端就会产生感应电动势就会产生一个很高的电压这个高压会损坏电路中其他器件。
下图就是我之前测试拿掉续流二极管电感两端产生的电压。 我们把二极管加到这个位置的话就给电感提供了续流回路了。
这个电路结构就是我们BUCK电路的拓扑结构了。
五、BUCK电路导通与断开的回路 当MOS管导通的时候310给电感电容负载供电当电容电压达到15V的时候MOS管断开。 二极管不仅给电感提供了续流回路而且电感续流的时候还会给负载和输出电容C2供电如果负载电流很大的话电容也会给负载供电。
六、电源公式的中的几个表示方式
对于BUCK电路来说降压是通过电感的能量传递来实现的电感是承担能量传递工作的理想电感是不消耗能量的所以BUCK电源的效率比较高
对于电源来说有输入功率和输出功率
1、输入功率用Pin表示
2、输出功率用Po表示
3、电源的效率公式电源的效率就等于Po/Pin电源的效率就等于输出功率除以输入功率
4、电感中存储的能量是W1/2*L*I*I
七、BUCK电路基本电路的几个点位电压 当MOS管导通的时候A点的电位是310V 当MOS管断开的时候A点的电位是是-0.7V
对于二极管D来说它的导通压降是0.7V而二极管的正端连接的是GND那么二极管的正端电压是0V所以二极管的负端电压是-0.7V。
八、MOS管在不断开关过程中会导致干扰
当MOS管在不断开关开关的过程中A点的电位就会在-0.7V和310V之间来回变化A点的电位在-0.7V到310V之间来回变化会导致A点电压在-0.7V到310V之间来回变化就产生了dv/dt也就是电压的变化速度极快而dv/dt就是电路中的干扰源也就是BUCK电路是存在干扰的。
九、BUCK电路中的电感是如何工作的
电感是BUCK电路中传递能量的器件电感中存储的能量是W1/2*L*I*I也就是说电感中存储的能量 正比于 电感电流的平方L表示电感的感量I是电感中流过的电流也就是说当电感中没有电流的时候电感存储的能量等于0电感中的电流越大电感存储的能量也就越大 当MOS管导通的时候310V的电源通过电感给负载供电同时也给输出电容C2充电此时电感中流过的电流是慢慢变大的也就是电感中存储的能量慢慢变大。
我们假设电感中的初始电流等于0也就是电感初始能量等于0当MOS管导通以后310V的电源通过电感来给输出电容C2充电同时给负载供电此时电感中的电流是从0开始变大的而且如果我们假设BUCK的输出电压Uo保持在15V不变也就是B点电压为15V不变而A点电压等于310V不变所以电感两端的压差是不变的电感两端的电压U310V-15V295V。而对于电感来说UL*di/dt也就是UL*di/dt295V所以di/dtU/L295V/L。得到了一个结论MOS管导通期间di/dt不变。di/dt就是电流变化速度也就是电流变化斜率在MOS管导通期间电感中的电流变化速度是不变的电流的大小是变化的但是电流的变化速度是不变的。 电感电流的曲线应该是一条笔直的直线如果电流的变化速度不变那么相同的时间内电流的增加量不变所以电流是一条直线 用ton表示MOS管导通的时间段
用toff表示MOS管断开的时间段
假设电感的初始电流等于0电感中的能量W1/2*I*I电感中存储的能量也从0开始慢慢变大 当MOS管断开的时候假设输出电压Uo15V保持不变那么电感两端的电压是不是也保持不变MOS管断开的时候电感在续流A点保持-0.7VUo保持15V所以电感两端的压差保持不变所以电感中电流的斜率也不变。 在toff期间电感中的电流减小的曲线也是一条直线正常来说充电和放电的斜率是不相同的。
在toff期间电感中的电流减小所以电感中存储的能量也减小所以在MOS管断开期间电感是释放能量的。
在上图中电感的初始电流为0在ton期间电感存储的能量是W 1/2*L*i*i - 1/2*L*0*0 1/2*L*i*i是t1时刻的能量减去0时刻的能量
同样的道理在MOS管断开期间也就是toff期间电感中能量的变化量是
W 1/2*L*0*0 - 1/2*L*i*i -1/2*L*i*i
MOS管导通期间(也就是ton期间)电感存储起来的能量就等于MOS管断开期间(也就是toff期间)电感释放的能量MOS管导通的时候电感存储起来了W能量MOS管断开的期间内电感又把这W的能量释放了所以BUCK电路中电感只是起到了能量传递的作用。 也就是说在MOS管导通的期间内电感从310V电源拿了W的能量在MOS管断开的期间电感又把从310V电源拿的那W的能量全部释放了这W的能量电感只是接了一下手电感并没有产生能量也没有消耗能量只是传递了一下能量上面的情况就是BUCK电路稳定工作的电感的情况。 上图当电感充的能量大于放的能量的时候每个周期结束的时候电感中的能量都要增加这样的话电感中能量会越来越大经过若干个这样的周期以后电感中的电流就会越来越大最终超过饱和电流电感就会饱和了这样的话BUCK电路就会出现问题了所以我们BUCK电路正常工作的时候电感在每个周期充的能量和放的能量是相等的。
十、BUCK电路MOS管导通与截止电感两端电压UL计算 当MOS管导通的时候A点的电位是310VB点的电位是15V电感两端的电压U310V-15V295V在MOS管导通的时候电感两端的电压U295V不变而且UL*di/dt295V也就是UL*di/dt295V所以di/dtU/L295V/Ldi/dt就是电感电流的变化速度那么电感制造好以后它的感量L是不变的所以上面的式子说明当MOS管导通的时候电感中电流的变化速度di/dt是不变的。 电感电流的增大速度不变也就是上图红线所示电感电流的曲线是一条直线。 当MOS管断开电感两端的压降等于15V-(-0.7V)15.7V也就是UL*di/dt15.7V所以di/dtU/L15.7V/L上面的式子说明当MOS管断开的时候电感中电流的变化速度di/dt是不变的 所以当MOS管断开的时候电感电流的曲线也是一条直线
