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MOS管加三个元件就组成BUCK电路，为何说难点在于电感？

电子工程世界 2024-02-02 09:02
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只要是电子产品就需要供电，就离不开电源，那什么是电源：小到手表中的电子，遥控器的电源，大到220V家庭用电，都可以看做是电源。然而在我们的电路设计中，会用到各种芯片，各种芯片所需要的电压值也不一样。

而有一颗芯片需要多个电压（比如：CPU就需要0.8V,1.0V,1.2V；DDR4颗粒需要2.5V,1.2V,0.6V；音频芯片需要3.3V等），而我们的电源输入电压，一般只有一种19V，12V，即使由多种输入也没办法满足这么多种类的电压值小的电压。

那有没有一个办法解决这个问题了？当然有，那就是BUCK能解决此类所有的问题，但今天卧龙会玉京龙和大家聊的重点不是BUCK电路， 而是想问问大家，你觉得BUCK电路中那个器件最重要，哪个器件学习最难？什么是BUCK电路？BUCK电路就是降压斩波电路,是基本的DC-DC电路，用于直流到直流的降压变换；与之相对的是BOOST电路（BOOST电路后面玉京龙再给大家介绍）。

下面我们一起先来看看BUCK电路最基本的模型图一：



在这个BUCK模型中，组成的最基本的几个器件是MOS管Q1，电感L1，电容C1和二极管D1。

先来带大家了解这三个被动器件在平常电路设计的作用

1，电容：电容又称“电容量”，是指在给定电位差的电荷储藏能量；它的作用是：旁路，去耦，滤波，储能；旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化,降低负载需求。去耦电容是满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰,减小电源与参考地之间的高频干扰阻抗。滤波就是充电、放电的过程。储能型电容器通过整流器收集电荷,并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端；在BUCK电路中电容的选型需要注意耐压值，以及容值，相对情况下选取容值大的滤波效果好。

2， 二极管的作用：二极管也是非常常见的器件，最大特性就是单向导通性，也就是电流只可以从二级管的一个方向流过；最常见的有整流，开关，限幅，续流，检波，变容，显示，稳压等作用；在BUCK电流中二极管的选型需要注意反向耐压值，以及过流值大小。

3，电感的作用:电感在电路中主要起滤波,振荡,延迟,陷波等作用,简单地说就是通直流,阻交流。电感符号:L,电感单位:享、毫享、微享、纳享。在BUCK电路中电感的选型需要计算电感的值，以及电感电流大小的选择，这又有两个参数，电感的饱和电流(Isat)与温升电流(Irms)。

下面我们来介绍下BUCK电流的工作过程：


当开关管Q1开关管导通，储能电感L1被充磁，流经电感的电流线性增加，同时给电容C1充电，给负载R1提供能量。等效电路如下图

当开关管Q1开关管关断，储能电感L1通过续流二极管放电，电感电流线性减少，输出电压靠输出滤波电容C1放电以及减小的电感电流维持（此电路中的二极管D1，起到的是续流作用）等效电路如下图


在BUCK电路中，电容和二级管的选取相对比较容易的，电感的两个参数，电感电流大小的选择也还好（实在不会，饱和电流和温升电流选二者小的电流能满足要求的即可），但电路中电感的感值选取和计算是我们经常所面临的一个难点；所以小编认为BUCK电路学习中，电感才是最重要的器件，大家怎么看？

来源：张飞电子电源研发精英圈


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