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BUCK电路分析

本帖最后由 嗳唱歌de图图 于 2025-2-26 14:42 编辑

Buck 电路又称为串联开关稳压电路,或降压斩波电路。Buck 变换器原理图如图 5-5a 所示,它 有两种基本工作模式,即电感电流连续模式 CCMContinuous current mode)和电感电流断续模式 DCM(Discontinuous current mode)  电感电流连续是指输出滤波电感电流总是大于零,电感电流断续 是指在开关管关断期间有一段时间电感电流为零,这两种状态之间有一个临界状态,即在开关管关 断末期电感电流刚好为零。电感电流连续时,Buck  变换器存在两种开关状态;电感电流断续时, Buck 变换器存在三种开关状态;如图 5-5b 5-5c 5-5d 所示。
将图 5-6 所示的方波信号加到功率半导体器件的控制极,功率半导体器件在控制信号激励下,

5-5Buck 变换器原理图及不同开关状态下的等效电路图

周期性的开关。通过电感中的电流 iL是否连续取决于开关频率、滤波电感和电容的数值。电感电流 iL 连续条件下其工作波形如图 5-6a 所示。电路稳定状态下的工作分析如下:
1)电感电流连续模式 CCMContinuous current mode 开关状态 1Q 导通 0 t ton

t = 0 时刻,Q 管被激励导通,二极管 D 中的电流迅速转换到 Q 管。二极管 D 被截止,等效电 路如图 5-5b 所示,这时电感上的电压为:

uL= L

VO 在这期间保持不变,则有:

Vd VO   = L

  a电感电流连续                    b电感电流断续
5-6Buck 电路图各点波形

显然dt= ton
dt = diL         ton   = ΔiL         ΔiL= ton                           

即导通过程的电流变化:

(ΔiL)opened= ton
开关状态 2Q 关断 ton t T

t = ton  时刻,Q 关断,储能电感中的电流不能突变,于是电感 L 两端产生了与原来电压极性相
反的自感电动势,该电动势使二极管 D 正向偏置,二极 D 导通,储能电感中储存的能量通过二极 D 向负载供电,二极管 D 的作用是续流,这就是二极管 D 被称为续流二极管的原因。等效电路 如图 5-5c 所示,这时电感上的电压为:
VO= L

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