同步buck电感类型选择(buck电路电感选择)

1. buck电路电感选择

BUCK电路是一种降压斩波器，降压变换器输出电压平均值Uo总是小于输出电压UD。

通常电感中的电流是否连续，取决于开关频率、滤波电感L和电容C的数值。

BUCK也是DC-DC基本拓扑，或者称为电路结构，是最基本的DC-DC电路之一，用直流到直流的降压变换。

BUCK和BOOST使用的元件大部分相同，但是元件的组成却不尽相同。

简单的BUCK电路输出的电压不稳定，会受到负载和外部的干扰，当加入PID控制器，实现闭环控制。

可通过采样环节得到PWM调制波，再与基准电压进行比较，通过PID控制器得到反馈信号，与三角波进行比较，得到调制后的开关波形，将其作为开关信号，从而实现BUCK电路闭环PID控制系统。

BUCK电路的参数计算

电感的参数

电感的选择要满足直到输出最小规定电流时，电感电流也保持连续。

在临界不连续工作状态时：

所以

传输文件进行 [薄膜开关] 打样越大，进入不连续状态时的电流就越小。

电容的参数

电容的选择必须满足输出纹波的要求。

电容纹波的产生：

1. 电容产生的纹波： 相对很小，可以忽略不计;

2. 电容等效电感产生的纹波：在300KHZ~500KHZ以下可以忽略不计;

3. 电容等效电阻产生的纹波：与esr和流过电容电流成正比。为了减小纹波，就要让esr尽量的小。

BUCK电路的结构

将快速通断的晶体管置于输入与输出之间，通过调节通断比例(占空比)来控制输出直流电压的平均值。该平均电压由可调宽度的方波脉冲构成，方波脉冲的平均值就是直流输出电压。

Q导通：

输入端电源通过开关管Q及电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电。电感相当于一个恒流源，起传递能量作用。电容相当于恒压源，在电路里起到滤波的作用。

Q闭合：

电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路，对负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。

从电路可以看出，电感L和电容C组成低通滤波器，此滤波器设计的原则是使us(t)的直流分量可以通过，而抑制us(t)的谐波分量通过;

电容上输出电压uo(t)就是us(t)的直流分量再附加微小纹波uripple(t)。

电路工作频率很高，一个开关周期内电容充放电引起的纹波uripple(t)很小，相对于电容上输出的直流电压Uo有：电容上电压宏观上可以看作恒定。

电路稳态工作时，输出电容上电压由微小的纹波和较大的直流分量组成，宏观上可以看作是恒定直流，这就是开关电路稳态分析中的小纹波近似原理。

一个周期内电容充电电荷高于放电电荷时，电容电压升高，导致后面周期内充电电荷减小、放电电荷增加，使电容电压上升速度减慢，这种过程的延续直至达到充放电平衡，此时电压维持不变;

反之，如果一个周期内放电电荷高于充电电荷，将导致后面周期内充电电荷增加、放电电荷减小，使电容电压下降速度减慢，这种过程的延续直至达到充放电平衡，最终维持电压不变。

这种过程是电容上电压调整的过渡过程，在电路稳态工作时，电路达到稳定平衡，电容上充放电也达到平衡，这是电路稳态工作时的一个普遍规律。

开关S置于1位时，电感电流增加，电感储能;而当开关S置于2位时，电感电流减小，电感释能。假定电流增加量大于电流减小量，则一个开关周期内电感上磁链增量为：

ΔΨ=L(Δi)>0

此增量将产生一个平均感应电势：

u=ΔΨ/Τ>0

此电势将减小电感电流的上升速度并同时降低电感电流的下降速度，最终将导致一个周期内电感电流平均增量为零;一个开关周期内电感上磁链增量小于零的状况也一样。

这种在稳态状况下一个周期内电感电流平均增量(磁链平均增量)为零的现象称为：电感伏秒平衡。这也是电力电子电路稳态运行时的又一个普遍规律。

BUCK的应用电路

BUCK电路主要应用于低压大电流领域，其目的是为了解决续流管的导通损耗问题。采用一般的二极管续流，其导通电阻较大，应用在大电流场合时，损耗很大。用导通电阻非常小的MOS管代替二极管，可以解决损耗问题，但同时对驱动电路提出了更高的要求。此外，对Buck电路应用同步整流技术，用MOS管代替二极管后，电路从拓扑上整合了Buck和Boost两种变换器，为实现双向DC/DC变换提供了可能。在需要单向升降压且能量可以双向流动的场合，很有应用价值，如应用于混合动力电动汽车时，辅以三相可控全桥电路，可以实现蓄电池的充放电。

UC3842

UC3842是一种性能优良的电流控制型脉宽调制芯片。

该芯片集成了振荡器、具有高温补偿的高增益误差放大器、电流检测比较器、图腾柱输出电流、输入和基准欠电压锁定电路以及PWM锁存器电路。

其应用领域为：开关电源;工业电源;电压反馈电路设计;反激开关电源设计。

SG3525

SG3525 是一种性能优良、功能齐全和通用性强的单片集成PWM控制芯片，它简单可靠及使用方便灵活，输出驱动为推拉输出形式，增加了驱动能力;内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器，有过流保护功能，频率可调，同时能限制最大占空比。它的应用领域是：开关电源;直流变换器;逆变器设计;脉冲宽度调制。

TL431

TL431是可控精密稳压源。

它的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从Verf(2.5V)到36V范围内的任何值。

该器件的典型动态阻抗为0.2Ω，在很多应用中用它代替稳压二极管，例如，数字电压表，运放电路，可调压电源，开关电源等。

应用领域：电平值转换;充电器;开关电源;适配器;DVD;电视机。

BUCK电路的使用注意

BUCK电路只有一个电感，没有变压器，输入与输出不能隔离。

这就存在一个危险，一旦功率开关损坏电路，输入电压将直接加到负载电路，因为占空比D《1，所以BUCK电路仅有一路输出，如果输出电压为5V，还需要3.3V时，则要加后续调节器，BUCK电路在多路输出时是这样应用的。

2. buck电路 电感

buck，boost，buckboost的最基本分析原理都采用伏秒平衡原理：电感在导通和关断时,其电流的变化量相等，即Von*Ton＝Voff*Toff=L*ΔI。

3. buck电路特点

在手机、电脑等消费电子领域，降压型BUCK电路应用非常广泛。是电源工程师的入门课，下面就介绍BUCK降压电路的基本工作原理，并进行原理仿真。

为了把我们的主要精力放在理解BUCK原理上，我们选择非同步BUCK进行分析，也就是电路中只有一个开关管，由二极管对电感续流放电。

基本的BUCK降压电路由开关、电感、二极管和电容组成，简约的东西经过组合往往会迸发出不可思议的结果，BUCK就是这样的电路。

4. buck电路电感越大越好吗

答：电感FL是保险电感(保险电感损坏可短接)的意思。

电感的作用:储能 滤波(保护)在手机中，电感主要用于降压电路BUCK升压电路BOOST、射频电路与各种接口电路。

电感特性:通低频阻高频，通直流阻交流

5. buck电感选型计算

BUCK型是降压型的DC-DC,而BOOST是升压式的DC-DC. BUCK型的基本原理: 电源通过一个电感给负载供电,同时电感储存一部分能量,然后将电源断开，只由电感给负载供电.如此周期性的工作，通过调节电源接通的相对时间，来实现输出电压的调节。

6. buck电路电容选型

1. 开关整流器 2. 传说中的“伏-秒平衡” 3. 同步整流死区时间 三部分详细介绍Buck电路的工作原理。

Part 1 开关整流器基本原理

在［0，Ton］期间，开关导通；在［Ton，Ts］期间，Q截止。设开关管开关周期为Ts，则开关频率fs=1/Ts。导通时间为Ton，关断时间为Toff，则Ts=Ton+Toff。设占空比为D，则D=Ton/Ts。改变占空比D，即改变了导通时间Ton的长短，这种控制方式成为脉冲宽度调制控制方式（Pulse Width Modulation， PWM）。

Buck电路特征• 输出电压≤输入电压 • 输入电流断续• 输出电流连续 • 需要输出滤波电感L和输出滤波电容C

Part 2 传说中的“伏-秒平衡”

伏秒原则，又称伏秒平衡，是指开关电源稳定工作状态下，加在电感两端的电压乘以导通时间等于关断时刻电感两端电压乘以关断时间，或指在稳态工作的开关电源中电感两端的正伏秒值等于负伏秒值。

在一个周期 T 内， 电感电压对时间的积分为 0，称为伏秒平衡原理。正如本文开头视频中指出，任何稳定拓扑中的电感都是传递能量而不消耗能量， 都会满足伏秒平衡原理。

Part 3 同步整流死区时间

同步整流是采用极低导通电阻的的MOSFET来取代二极管以降低损耗的技术，大大提高了DCDC的效率。

物理特性的极限使二极管的正向电压难以低于0.3V。对MOSFET来说，可以通过选取导通电阻更小的MOSFET来降低导通损耗。

在开关电源系统中，死区时间（Dead Time）是指为了避免两个晶体管开关同时导通而引入的屏蔽时间。

连接的两个晶体管开关通过交互地闭合和关断来决定线圈中电流的增减。为避免两个晶体管同时导通造成不必要的电流浪涌，即需控制电路在开关动作引入死区特性。在死区时间内，需要完成对已导通晶体管的关断和另一晶体管的导通。死区时间• 设置必要的死区时间以防止短路。• 死区时间越小，体二极管传导越少。• 死区时间越小，损耗越小，效率越高