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Buck电路工作原理以及三种工作模式分析

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输出电压低于输入电压的转换电路。脉动输入电流,连续输出电流。

二、Buck电路工作原理

开关管Q当驱动为高电平时,开关管导通,储能电感L1充磁,流经电感的电流线性增加,同时给电容C给负载充电R1提供能量。等效电路如图2所示

图二

当开关管Q当驱动为低电平时,开关管关闭,储能电感L1通过续流二极管放电,电感电流线性降低,输出电压通过输出滤波器电容C1.保持放电和减少的电感电流,等效电路如图3所示

图三

三、Buck三种电路工作模式:CCM,BCM,DCM

1、CCM Mode:原始波形见图4

图四

开关管Q导通时,根据KVL定律:

2、BCM Mode:原始波形见图5

图五

3、DCM Mode:关键点原件波形见图6

图六

外部参数对系统工作模式的影响:

图七

五、BUCK电路仿真验证:

图八

2、CCM模型仿真验证:BCM分析的基础上,得出储能电感的电感量80uH系统在临界点工作CCM储能电感电感可设置为120uH,理论计算:

参照图十,可以得到模拟结果,

3、DCM模型仿真验证:BCM储能电感的电感量在分析的基础上得到80uH系统在临界点工作DCM储能电感电感可设置为40uH。重点验证输入输出电压关系和输出平均电流关系。

标签: buck电感电流线性变化

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