Buck电路工作原理以及三种工作模式分析

Buck电路工作原理以及三种工作模式分析,第1张

  一、Buck电路原理图

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  Buck电路,又称降压电路,其基本特征是DC-DC转换电路,输出电压低于输入电压。输入电流为脉动的,输出电流为连续的。

  二、Buck电路工作原理

  当开关管Q1驱动为高电平时,开关管导通,储能电感L1被充磁,流经电感的电流线性增加,同时给电容C1充电,给负载R1提供能量。等效电路如图二

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  图二

  当开关管Q1驱动为低电平时,开关管关断,储能电感L1通过续流二极管放电,电感电流线性减少,输出电压靠输出滤波电容C1放电以及减小的电感电流维持,等效电路如图三

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  图三

  三、Buck电路的三种工作模式:CCM,BCM,DCM

  1、CCM Mode:关键点原件波形见图四

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  图四

  开关管Q1导通时,根据KVL定律:

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  2、BCM Mode:关键点原件波形见图五

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  图五

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  3、DCM Mode:关键点原件波形见图六

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  图六

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  四、外为参数对系统工作模式的影响:

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  图七

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  五、BUCK电路仿真验证:

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  图八

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  2、CCM模式仿真验证:在上述BCM分析的基础上,得出储能电感的电感量80uH为临界点,由系统工作在CCM的条件,可以将储能电感电感量设置为120uH,理论计算:

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  参照图十,可以得出仿真结果,

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  3、DCM模式仿真验证:在上述BCM分析的基础上,得出储能电感的电感量80uH为临界点,由系统工作在DCM的条件,可以将储能电感电感量设置为40uH。重点验证输入输出电压关系以及输出平均电流关系。

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