buck电路原理

描述

DC-DC变换器是指能将一定幅值的直流输入电压变换成另一种幅值的直流输出电压的电力电子装置，主要应用于直流电压变换。

DC-DC变换器按照功能可以四种基本类型。

降压型DC-DC变换器，简称buck变换器

升压型DC-DC变换器，简称boost变换器

升-降压型DC-DC变换器，简称buck-boost变换器

降-升压型DC-DC变换器，简称boost-buck变换器

现以buck电路为例介绍DC-DC变换器。

工作原理：当开关管控制信号G1为高电平时，开关管MOS1导通，直流输入电源VDC向电感L1以及电容C1充电。

当开关管控制信号G1为低电平时，开关管MOS1关断，此时由于电感电流不能突变，电感L1中的电流通过二极管D1续流继续为电容C1充电，实现降压。

所以只需要通过改变开关管的导通关断时间（即占空比），就可以改变输出电压。

实例分析：

上图为12V转5V降压电路：

根据规格书，EN使能引脚需要为高电平才可以启动芯片，依据规格书将EN引脚通过串联100KΩ的电阻连接至直流电源输入引脚VIN，并且使能引脚的电压阀值为1.5V所以通过R5（100KΩ）与R6分压，使EN脚电压高于1.5V启动芯片。BST引脚需要串联一个1uF电容连接至SW引脚，形成一个浮动的自举电容。FB反馈引脚的基准电压为0.8V，可以通过调整输出端的分压电阻来调整输出电压。

输入电容C1，输出电容C2，输出电感L1的选择：

输入输出电感电容的选择需要充分考虑电压纹波以及电流纹波，根据测试要求输出电压纹波不应该超过输出电压的2%，以下为相关的计算公式。具体步骤见Mathcad-［DC-DC buck降压电感电容选型

实际中DC-DC的输入输出在并联一个大电容的基础上都会并联一个小电容，用于滤除高次谐波，因为小电容一般采用陶瓷电容，它的ESR会相对较小，因大电容并联的缘故，可以降低总的ESR。

纹波测试：

注意：如上图为测试采用的一些仪器设备，示波器选择20M带宽限制，接地端子采用接地弹簧以减小环路面积，尽量在最近的陶瓷电容两端测试。

如若不是严格按照上面的测试条件，将引入噪声，这时测的就不单单是纹波了还有噪声。
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