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buck电路是什么意思(buck电路简介)

buck电路是什么意思(buck电路简介)

BUCK电路的定义BUCK电路是一个降压斩波器,降压转换器的平均输出电压Uo总是小于输出电压UD。

通常,电感中的电流是否连续取决于开关频率、滤波电感L和电容C.

降压也是一种基本的DC-DC拓扑或电路结构,它是最基本的DC-DC电路之一,使用DC-DC降压转换。

降压和升压使用大部分相同的元件,但元件不同。

简单的BUCK电路输出电压不稳定,会受到负载和外界的干扰。加入PID控制器,可以实现闭环控制。

通过采样环节得到PWM调制波,然后与参考电压进行比较,通过PID控制器得到反馈信号,再与三角波进行比较,得到调制后的开关波形作为开关信号,从而实现BUCK电路的闭环PID控制系统。

降压电路参数计算电感参数。

应选择电感,使电感电流保持连续,直到输出最小额定电流。

在临界不连续工作状态下:

所以越大,进入不连续状态时电流越小。

电容参数

电容的选择必须满足输出纹波的要求。

电容纹波的产生:

1.电容产生的纹波相对较小,可以忽略不计;

2.电容等效电感引起的纹波:300KHZ~500KHZ以下可以忽略;

3.电容器等效电阻产生的纹波:与esr和流过电容器的电流成正比。为了降低纹波,esr应尽可能小。

BUCK电路结构将快速开关晶体管置于输入和输出之间,通过调节开关比(占空比)来控制平均输出DC电压。平均电压由宽度可调的方波脉冲组成,方波脉冲的平均值就是DC输出电压。

q传导:

输入电源通过开关管Q和电感L给负载供电,同时给电感L充电。电感相当于一个恒流源,可以传递能量。电容相当于一个恒压源,在电路中起滤波作用。

q关闭:

电感L中存储的能量通过续流二极管D形成的回路继续向负载R供电,从而保证负载端可以获得持续的电流。

从电路中可以看出,电感L和电容C组成一个低通滤波器,这个滤波器的设计原理是使us(t)的DC分量通过,同时抑制us(t)的谐波分量通过;

电容上的输出电压uo(t)是us(t)的DC分量加上一个微小的纹波uripple(t)。

电路的工作频率很高,一个开关周期内电容充放电引起的纹波uripple(t)很小。与电容器上输出的DC电压Uo相比,电容器上的电压在宏观上可以视为常数。

当电路工作在稳态时,输出电容上的电压由微小的纹波和较大的DC分量组成,宏观上可视为常数DC。这就是开关电路稳态分析中的小纹波近似原理。

当一个周期内电容器的充电电荷高于放电电荷时,电容器电压上升,导致下一个周期的充电电荷减少,放电电荷增加,减缓了电容器电压的上升速度。这个过程一直持续到达到充放电平衡,此时电压保持不变。

另一方面,如果在一个周期中放电电荷高于充电电荷,则充电电荷将增加,并且在接下来的周期中放电电荷将减少,这将减缓电容器的电压下降。这个过程会一直持续到达到充放电平衡,最后电压保持不变。

这个过程是电容器上电压调整的过渡过程。当电路工作在稳态时,电路达到稳定平衡,电容上的充放电也达到平衡,这是电路工作在稳态时的普遍规律。

当开关S设置为1位置时,电感电流增加,电感储存能量。当开关S被设置到位置2时,电感器电流dec

这个电位会同时降低电感电流的上升速度和下降速度,最终导致一个周期内电感电流的平均增加为零。当电感器上的磁链增量在开关周期内小于零时,情况也是如此。

这种在稳态下一个周期内电感电流的平均增量(磁链的平均增量)为零的现象称为电感伏秒平衡。这是电力电子电路稳态运行时的又一普遍规律。

BUCK应用电路BUCK电路主要应用于低压大电流领域,其目的是解决续流管的导通损耗问题。使用普通二极管续流,其导通电阻较大,在大电流场合使用时,损耗较大。用导通电阻很小的MOS晶体管代替二极管可以解决损耗问题,但同时对驱动电路提出了更高的要求。此外,同步整流技术应用于Buck电路,用MOS管代替二极管,电路拓扑集成了Buck和Boost变换器,使双向DC/DC转换成为可能。在需要单向升降压,能量可以双向流动的场合,有很大的应用价值。比如应用在混合动力汽车上,借助三相可控全桥电路,可以实现蓄电池的充放电。

UC3842

UC3842是一款性能优异的电流控制脉宽调制芯片。

该芯片集成了振荡器、带高温补偿的高增益误差放大器、电流检测比较器、图腾柱输出电流、输入和参考欠压锁定电路以及PWM锁存电路。

其应用领域有:开关电源;工业电源;电压反馈电路的设计;反激式开关电源设计。

SG3525

SG3525是一款性能优异、功能齐全、通用性强的单片集成PWM控制芯片。它简单、可靠、使用方便。输出驱动为推挽输出,增加了驱动能力。它包含欠压锁定电路、软启动控制电路和PWM锁存器,具有过流保护功能,频率可调,并能限制最大占空比。其应用领域有:开关电源;DC转换器;逆变器设计;脉宽调制。

TL431

TL431是一款可控精密稳压电源。

它的输出电压可以用两个电阻设置为Verf(2.5V)到36V之间的任何值。

器件的典型动态阻抗为0.2,在很多应用中用来代替齐纳二极管,如数字电压表、运算放大器电路、可调电压电源、开关电源等。

应用领域:电平值转换;充电器;开关电源;适配器;DVD电视。

注意降压电路的使用。降压电路只有一个电感,没有变压器。输入和输出不能被隔离。

有危险。一旦电源开关损坏电路,输入电压将直接加到负载电路上。因为占空比D是1,所以降压电路只有一个输出。如果输出电压为5V,需要3.3V,就要加一个后续的稳压器。这就是降压电路在多路输出中的应用方式。

标签:电路电压电流


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