buck電路相信很多從事電子類工作的朋友都聽(tīng)過(guò),它說(shuō)白了就是個(gè)直流降壓電路,在降壓芯片出來(lái)之前,它的出場(chǎng)率非常高但是以前僅僅是看過(guò)他,不懂它是怎樣演變過(guò)來(lái)的,今天和大家一起分析學(xué)習(xí)下它的演變過(guò)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(jiǎn)單,但缺點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的,當(dāng)功率稍微大一點(diǎn)時(shí),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(duì)此電路進(jìn)行升級(jí)。見(jiàn)下圖。
通過(guò)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(lái),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(kāi)關(guān)狀態(tài),是不是就會(huì)大大減小損耗呢,可以一試,繼續(xù)更新電路。
這個(gè)是信號(hào)開(kāi)關(guān)PWM輸出的一個(gè)電路,假設(shè)這個(gè)電路工作周期為T(mén)s,導(dǎo)通的時(shí)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(gè)問(wèn)題,又來(lái)一個(gè)問(wèn)題,這個(gè)電路的缺點(diǎn)就是,Vout的輸出高度依賴于開(kāi)關(guān),導(dǎo)通時(shí)Vout有電壓,不導(dǎo)通時(shí)Vout沒(méi)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(lái)保證電壓不會(huì)突變,自然而然電容會(huì)閃亮登場(chǎng),來(lái)保證即使Q2不輸出電壓的情況下,也是通過(guò)自身的儲(chǔ)能來(lái)釋放電壓,保證輸出穩(wěn)定。
但是到這一步仍然會(huì)有問(wèn)題,因?yàn)殡娙輧啥说碾妷菏遣粫?huì)突變的,因此當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合時(shí),相當(dāng)于電容電壓和三極管的輸出電壓疊加,此時(shí)一定會(huì)造成電路中產(chǎn)生一個(gè)非常大的沖擊電流,還有可能會(huì)損壞三極管Q2,因此繼續(xù)升級(jí)電路。
如圖,當(dāng)在圖中加上儲(chǔ)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(shí)的沖擊電流就會(huì)指數(shù)級(jí)減小,從而避免了沖擊電流的煩惱,此時(shí)又有一個(gè)新問(wèn)題,當(dāng)三極管Q2斷開(kāi)時(shí),由于電感T1上的電流不能突變,那么就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)非常大的電壓尖峰,極有可能會(huì)損壞三極管Q2,因此電路繼續(xù)升級(jí)。
升級(jí)后的電路圖如上,當(dāng)加上一個(gè)續(xù)流二極管D1以后,假設(shè)三極管Q2突然斷開(kāi),那么電感T1產(chǎn)生的能量就會(huì)通過(guò)續(xù)流二極管進(jìn)行續(xù)流。
當(dāng)通過(guò)這些步驟以后,你就會(huì)發(fā)現(xiàn),一個(gè)基礎(chǔ)的buck電路就形成了。
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