BUCK电路解析

BUCK变换器报告人：王同新2004年1月1.BUCK变换器的电路拓扑图（b）所示的三端开关器件有三個端子﹕有源元件的端钮，称为有源端﹐用a表示；无源元件的端钮，称为无源端，用p表示；有源元件和无源元件相连接的端钮，称为公共端，用c表示。公共端c与能量传递电感L相连．2.BUCK变换器的工作原理当晶体管导通时，二极管截止(t=0~DTs)，输入电压Vs向能量传递电感L充磁，同時提供能量給負載和電容；当晶体管截止时，二极管导通(t=DTs~Ts)，电感把前一阶段贮存的能量全部释放给负载和电容．显然，晶体管导通的时间越长，即D越大，负截获得的能量越多，输出电压越高。3.CCM主要参量的稳态波形4.BUCK变换器CCM稳态分析由电感电压伏秒平衡原理有:sososTDVDTVV)1()(得:DVVMsoBUCK变换器的稳态电压变比永远小于1，所以BUCK变换器也称为降压变换器。5.CCMBUCK变换器稳态电压变比特性6.CCMBUCK变换器电感电流纹波电感电流纹波（峰值到平均值）为：IsosDTLVVi2峰－峰值为：sosPPDTLVVi假设效率为１，则输入输出的电流比为：DIIMSoI17.DCMMODE当电感L较小，或电阻R较大，或开关颇率fS较低时，BUCK变换器也将工作在不连续导电模式下，如下图：①晶体管导通，二极管截止。运行的时间长度为D1Ts；②晶体管截止，二极管导通。运行的时间长度为D2Ts；③晶体管和二极管都截止，运行的时间长度为Ts-(D1+D2)Ts8.BUCK变换器DCM稳态分析由电感电压伏秒平衡原理有:sososTDVTDVV21)(得:211DDDVsVoMDCM模式下，BUCK变换器的稳态电压变比仍永远小于1，但M不但与导通比D1有关，也与D2有关，而D2取决于电路参数。9.DCM主要参量的稳态波形10.D2与电路参数的关系推导21211211221221121112112114112)141(2)(1211)(2DKDDDVVMDKDDDDKDDDDDDKDDMDDDRTLVVVMRVDDTDLVVIsosoosososo得﹕＋＝＋＝得﹕得﹕11.DCM与CCM模式的稳态电压变比曲线12.DCM与CCM的临界条件oIi是连续与不连续导电模式的分界条件，则有：LTDVViRVIsosoo2)(1可得BUCK变换器连续与不连续导电模式的临界条件为：1112DKMRTLKcritscrit当KKcrit时为连续导电模式，当KKcrit时为不连续导电模式。13.Kcrit与M(D1)关系的图解14.Buck變換器的优缺点优点：1电路简单。2动态特性好。缺点：1输入电流是脉动的，这将会引起对输入电源的电磁干扰，所以在实际应用中常在电源与变换器之间增加一个输入滤波网络2稳态电压比永远小于1，只能降压不能升压；3开关晶体管发射极不接地．这将使其驱动电路复杂．15.單端正激變換器16.交換電晶體的耐壓集极電壓被限制為﹕VCEmax=2Vin17.ON時的集极峰值電流磁化消磁電流為﹕outsinmagLDTVI集极峰值電流為﹕nILVnTnIIDnVVnDVVLDTVnIInIILoutsLcoutininoutsinLmagLc又﹐18.ON時的集极峰值電流公式inoutccinoutppinspoutpsinspinVPIDIVDPIIDVTLIPITDVLTDLIV2.6%,80,4.0221)2(maxmaxmax2maxmax則設由﹐19.DPS-500FBAIp波形(2A/div)20.Forward變壓器体積LVnTIBLIVBIHIlBLISoutsmagmageolumemagemagmag其中﹐2max20max0maxmax