DC-DC電路之buck電路

是一種在直流電路中將一個電壓值的電能,變爲另一個電壓值的電能的裝置。 如,通過一個轉換器能將一個直流電壓5伏轉換成其他的直流電壓1.5伏或12伏。 我們稱這個轉換器爲DC-DC轉換器。 它一般由控制芯片、電感線圈、二極管、三極管、電容器構成。 DC-DC轉換器常見的三種類型有降壓型DC-DC轉換器Bug電路、升壓型DC-DC轉換器Boost電路、升降壓型DC-DC轉換器BugBoost電路。 今天我們先來了解DC-DC電路之Bug電路的工作原理。 電路中,S是開關管,D是續流二極管,L是濾波電感器,C是濾波電容,R是負載電阻。 當開關導通時,電流經過開關管按,濾波電感L給電容C充電,同時給負載R供電。 由於電感器的特性,電感會產生一個自感電動式,左正右負來阻礙電流通過,同時電感器會儲存磁能。 開關導通時,各環節電流壓波型是這樣的。 當開關關斷時,遊過電感L的電流就會減小。 由於電感器的特性,電感會產生自感電動式,阻礙電流減小,電動式方向就是右正左負。 那麼這個電動式經過濾波電容C濾波,經過負載R,再經過續流二極管D構成迴路。 當電感上的電動式減小或者消失後,電路是通過濾波電容器C給負載供電。 開關關斷時,各環節電流壓波型是這樣的。 BUG電路在濾波電感器L足夠大的條件下,BUG電換器工作在CCM模式,它的關鍵點元件波型是這樣的。 開關管導通時間爲Time,關斷時間爲Toss,PWM週期爲TS,即Time加Toss等於TS,設定等於Time除以TS爲PWM波障空比。 在Time時間,開關管導通,D截止,電感兩端電壓SUO,即性左正右負,電感電流從Imin線性上升至Imax。 導通時間內,電感電流增量爲。 當開關管關斷時,二極管D導通,電感L兩端電壓差爲-UO,即性左負右正,電感電流線性下降至Imin,減小量爲。 當電路處於穩態時,電感電流IL必然週期性的重複,開關管導通期間電感電流增加量與其關斷期間電感電流減小量相等,即整理得。 由此表明,在輸入電壓恆定的情況下,要改變輸出電壓,可以通過改變佔空比實現,輸出平均電壓總是小於輸入平均電壓。 CCM模式下BUG變換器的電壓增益爲D。 接下來是DCM模式的關鍵點元件波形,與CCM模式的波形對比,可以得知電感最小電流逐漸減小到0時,工作模式也逐漸從CCM進入DCM,根據伏秒機平衡。 加載電感兩端的電壓乘以導通時間等於關斷時刻電感兩端電壓乘以關斷時間。 在一個週期T內,電感電壓對時間的積分爲0,稱爲伏秒平衡原理。 最後是DCM模式,它的關鍵點元件波形是這樣的。 由圖可知,電路系統工作在DCM模式下,需要滿足兩個條件,一是電感充磁開始及消磁結束時流經電感的電流爲0,二是電感消磁時間小於開關管關斷時間。 DCM模式會使變換器待載能力降低,穩壓精度變差,文波電壓大,通常情況下要求BUG變換器工作在CCM模式。 好了,今天的BUG電路就講到這裏,記得點贊,收藏和轉發哦。