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      6. dcdc降壓電路,buck降壓電路與工作原理圖介紹
        • 發(fā)布時間:2025-06-09 20:18:53
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        dcdc降壓電路,buck降壓電路與工作原理圖介紹
        降壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器(Buck Converter),是一種能夠?qū)⑤斎胫绷麟妷航档筒⑥D(zhuǎn)換為所需較低直流輸出電壓的電路拓撲。其主要組成部件包括開關(guān)管、電感、續(xù)流二極管以及濾波電容等。按二極管與開關(guān)管的配置,可分為異步 Buck 和同步 Buck 兩種類型。
        二、異步 Buck 與同步 Buck 拓撲對比
        異步 Buck :以開關(guān)管、續(xù)流二極管、電感和電容等基本元件構(gòu)成。開關(guān)管導(dǎo)通時,輸入電源向負載供電,同時電感存儲能量;開關(guān)管關(guān)斷時,電感釋放能量,續(xù)流二極管為電流提供續(xù)流路徑,保障負載持續(xù)供電。
        同步 Buck :將異步 Buck 中的續(xù)流二極管替換為開關(guān)管(通常為 MOSFET),利用其低導(dǎo)通電阻特性,降低整流損耗,提升轉(zhuǎn)換效率,減少發(fā)熱量。在該拓撲中,通過精確控制兩個開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷時機,實現(xiàn)高效的能量傳輸和轉(zhuǎn)換。
        dcdc降壓電路
        三、工作原理
        開關(guān)管導(dǎo)通(G1 導(dǎo)通) :開關(guān)管 G1 導(dǎo)通時,續(xù)流二極管 D1(或開關(guān)管 G2 關(guān)斷)截止。此時,輸入電源 Vin直接為負載 RL提供電流,并向電感 L1和輸出電容 Cout充能。電感會阻礙電流變化,使得負載兩端電壓低于輸入電源電壓。
        dcdc降壓電路
        開關(guān)管關(guān)斷(G1 關(guān)斷) :當(dāng)開關(guān)管 G1 關(guān)斷時,續(xù)流二極管 D1(或開關(guān)管 G2 導(dǎo)通)正向?qū)ā]斎腚娫赐V瓜蜇撦d供電,電感 L1和輸出電容 Cout儲存的能量釋放,維持負載電流的連續(xù)性。由于電感釋放能量,負載兩端電壓會稍有下降,但仍在一定范圍內(nèi)穩(wěn)定。
        dcdc降壓電路
        在開關(guān)周期性導(dǎo)通和關(guān)斷過程中,負載兩端電壓呈現(xiàn)周期性波動,但通過電感和電容的濾波作用,其有效值最終穩(wěn)定在所需的較低電壓值,滿足降壓要求。
        dcdc降壓電路
        四、各元器件作用
        輸入電容 Cin :對輸入電壓進行平滑濾波,降低輸入電壓的紋波,提供瞬時電流,保障輸入電源的穩(wěn)定,提高整個電路的工作穩(wěn)定性。
        輸出電容 Cout:對輸出電壓進行平滑處理,濾除高頻紋波,穩(wěn)定輸出電壓,減小負載電流變化對輸出電壓的影響,提高輸出電壓質(zhì)量。
        續(xù)流二極管 D1 或開關(guān)管 G2(用于同步 Buck) :在主開關(guān)管關(guān)斷時,為電感提供續(xù)流路徑,釋放電感儲存的能量,防止電感電流突變,保障電路安全運行。
        電感 L1:在開關(guān)管導(dǎo)通時存儲能量,在開關(guān)管關(guān)斷時釋放能量,與電容協(xié)同作用,平滑輸出電壓,實現(xiàn)降壓功能。
        五、同步 Buck 名稱由來及優(yōu)勢
        同步 Buck 的核心優(yōu)勢在于采用功率 MOSFET 替換傳統(tǒng)二極管。功率 MOSFET 作為電壓控制型器件,其導(dǎo)通時的伏安特性呈線性關(guān)系。在同步 Buck 電路中,通過控制功率 MOSFET 的柵極電壓,使其與被整流電壓的相位保持嚴格同步,從而實現(xiàn)高效的整流功能。這種同步控制機制不僅降低了整流損耗,還消除了因肖特基勢壘電壓造成的死區(qū)電壓,使 Buck 轉(zhuǎn)換效率顯著提升,尤其在高負載電流條件下,優(yōu)勢更加明顯。
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