buck電路相信很多從事電子類工作的朋友都聽過,它說白了就是個直流降壓電路,在降壓芯片出來之前,它的出場率非常高但是以前僅僅是看過他,不懂它是怎樣演變過來的,今天旺哥和大家一起分析學(xué)習(xí)下它的演變過程。
如上圖,應(yīng)該是降壓電路里面最原始的降壓方法,Vout=Vin*[R4/(R3+R4)],現(xiàn)在很多采樣電路都是使用此電路,這種方雖然簡單,但缺點(diǎn)是顯而易見的,當(dāng)功率稍微大一點(diǎn)時,由于R3和R4是串聯(lián)的,因此在R3上的損耗不容忽視,效率非常低下,因此對此電路進(jìn)行升級。見下圖。
通過變形以后的電路圖如上,之前的電阻R3的損耗轉(zhuǎn)移到三極管Q2上來,但是由于是三極管獨(dú)自承受輸入電壓和輸出電壓,因此損耗也很大,效率比較低,現(xiàn)在的三極管是工作在線性狀態(tài),那么將它的狀態(tài)調(diào)整到開關(guān)狀態(tài),是不是就會大大減小損耗呢,可以一試,繼續(xù)更新電路。
這個是信號開關(guān)PWM輸出的一個電路,假設(shè)這個電路工作周期為Ts,導(dǎo)通的時間是Ton,因此占空比為D=Ton/Ts,這種方式大大減小了損耗,解決了一個問題,又來一個問題,這個電路的缺點(diǎn)就是,Vout的輸出高度依賴于開關(guān),導(dǎo)通時Vout有電壓,不導(dǎo)通時Vout沒電壓。但是作為負(fù)載,在這一塊是不能接受的,因此更新電路。
如圖,因?yàn)樯蠄D必須要有穩(wěn)定的能量供給才行。因此就要想辦法加元件來保證電壓不會突變,自然而然電容會閃亮登場,來保證即使Q2不輸出電壓的情況下,也是通過自身的儲能來釋放電壓,保證輸出穩(wěn)定。但是到這一步仍然會有問題,因?yàn)殡娙輧啥说碾妷菏遣粫蛔兊?,因此?dāng)開關(guān)S1閉合時,相當(dāng)于電容電壓和三極管的輸出電壓疊加,此時一定會造成電路中產(chǎn)生一個非常大的沖擊電流,還有可能會損壞三極管Q2,因此繼續(xù)升級電路。
如圖,當(dāng)在圖中加上儲能元件電感T1以后,由于電感兩端的電流不能突變,因此三極管Q2閉合時的沖擊電流就會指數(shù)級減小,從而避免了沖擊電流的煩惱,此時又有一個新問題,當(dāng)三極管Q2斷開時,由于電感T1上的電流不能突變,那么就會產(chǎn)生一個非常大的電壓尖峰,極有可能會損壞三極管Q2,因此電路繼續(xù)升級。
升級后的電路圖如上,當(dāng)加上一個續(xù)流二極管D1以后,假設(shè)三極管Q2突然斷開,那么電感T1產(chǎn)生的能量就會通過續(xù)流二極管進(jìn)行續(xù)流。
當(dāng)通過這些步驟以后,你就會發(fā)現(xiàn),一個基礎(chǔ)的buck電路就形成了。