开关电源中BUCK降压电路

在此之前，先了解一下板载的线性电源，一般情况下属于低压而且功率也不大。

常用的LDO芯片有：1.8V，2.5V，3.3V，5V，12V，24V

如果此时手上有一个高压比如56V，一定要用LDO实现的话，需要多级降压，不然芯片承受的压差太大，导致芯片过热损坏，如果考虑成本，可以使用分立器件搭建LDO。

使用分立搭建需要的器件：稳压管、三极管、电阻、电容(大电压稳压管：精度差，一致性不高，发热较严重<一般还需要以一级多级降压>) 如图所示为分立搭建的LDO：

这个图中，输出电压有稳压二极管的稳压减去三极管的PN结压降，带负载能力有三级管决定IC电流越大，能带的负载越大(也就是吃大电流的负载)。R1的取值由(VCC-Vz)/2mA 因为要是稳压管正常工作，一般情况下要让其通过的电流在2mA左右。比如这里就是：12-6.2=5.8V 5.8V/1K=5.8mA>2mA 可以使稳压管正常工作。C1和C2为两个常规的滤波电容。

使用集成LDO的好处在于：纹波小、精度高、电路简单。所以在一般的单片机电路中，经常会看到LDO的身影。在需要大电压下工作单片机时，考虑到大的压差和功耗问题：采用前级分立LDO+后级集成LDO的方式或者前级BUCK+后级集成LDO的方式

当输入电压实在很高时：比如几十V，上百V，此时就要用到BUCK降压电路了，LDO已经能为力了。

BUCK降压

开关电源的优点：效率高、输入电压范围大、带在能力较强 (反激开关电源输出电流更大，带负载能力更强)。

那么什么时候适合使用BUCK降压电路呢?

输入电压，输出低压

效率高

电流不是很大

这不绝对，只能说大多数场合下可以这么玩~，用反激很浪费(我也不是很懂~~~~哈哈哈)

有人问：如果BUCK直接出来3.3V可以给单片机供电吗?

可以!只限于要求不高的场合。可能会存在什么问题呢?

BUCK电路开关载波，在输出电容上含有纹波，如果单片机做高精度电压或者电流采样的时候，可能对采样有影响。

如果BUCK降压一旦损坏，BUCK输入高压，输出等于输入，如果单片机没有任何保护措施，会直接损坏。这就是为什么说，使用前级BUCK+后级集成LDO了。

所以这里建议是：不直接使用，在后级加上一级LDO，会对精度、纹波以及安全性都有极大的上升，而且小电压集成LDO的价格也不贵。

开关电源就好比搬运能量，同样的能量，开关频率高的，搬的快，用一个小载具就可以搬，而频率低的搬得慢，载具需要大，成本相对会高一些。

那么搬运能量的元件我们知道有电容和电感。

如图：(参数我随便取的)

如果A端有电流过来充电，可以实现C1上电压的积累，同时L1起到一个防止C1上浪涌电流的作用。但是此时如果一直给供电，L1虽然有效抑制了浪涌电流，电流从0慢慢上升，最终L1可能会饱和，电感可能会损坏。---->个人理解，仅供参考.

这个时候就需要一个开关了，如图：

但是L1两端不能突变，电感突然开路可能会损坏电感，由于电感的特性，断开的时候，感应出一个左负右正的电压，遏制电流的下降，这个过程中，会在电感两端产生尖峰电压，这个尖峰电压的幅值取决于关断频率有多快，越快幅值越高。但是开关确实需要关断，此时就需要有一个措施来抵消或者说钳位这个尖峰电压，那么这里可以使用二极管来进行钳位，称之为续流。

如图： 

利用二极管建立续流回路，电流会降低相对较小，续流期间电流方向保持不变。这里为什么不能用电阻，因为电阻会和电感同时导通，增加损耗，而且这里不管续不续流都会导通，不符合要求，我们需要的是电感正常时不导通，电感续流期间进行续流，因此这里就需要二极管而不是电阻。

既然这个用到二极管，就要说一下关于这个二极管的选取：

我的选取原则是：

二极管的反向电压要大于电源电压120%左右，比如这里的24V，那么至少二极管的反向耐压要大于28V。

由于续流期间电感电流是处于三角波状态，D1的峰值电流需要大于电感的峰值电流。

另外由于电感是处于PWM载波状态，需要考虑到二极管的恢复时间，在高压情况下还需要考虑恢复太快时EMC的影响，如果高压下恢复太快，可能就不能选太快恢复的了。比如这里的24V，选取肖特基就合适了。

接下来看看上面的开关怎么设计。这里电子开关一般有三极管和MOS管，如果后级是电阻负载，且输出电流稳定，那么开关管的占空比就是不变的。这个时候，实际上不需要电压负反馈也可实现一个最简单的BUCK电路：

由于这里的24V的电源要接到开关管，要实现开关管的开和关。因此这里选择P管的话，相对于N管来说设计相对简单一些。

如图：

再接下来需要讨论P管的前级驱动电路了。 在下一篇学习记录中会进行记录。