BUCK型與BOOST型DC-DC電路原理

BUCK型

電路只能降壓，BOOST型電路可降壓也可升壓，這究竟是為什么呢?

1、BUCK型

BUCK型DC-DC電路拓?fù)淙鐖D1所示：

圖1 BUCK型基本拓?fù)浜?jiǎn)化工作原理圖MOS管——讓輸入電源Vin電流有控制的流向輸出Vout;電容C——儲(chǔ)能作用，保證負(fù)載有連續(xù)的能量供給;電感L——抑制由電容充放電帶來的沖擊電流;二極管——開關(guān)閉合時(shí)為電感電流提供回路。

(1)當(dāng)PWM驅(qū)動(dòng)MOS管導(dǎo)通時(shí)，忽略MOS管的導(dǎo)通壓降，此時(shí)電感兩端電壓保持不變?yōu)椋?/p>

根據(jù)電感的基本方程：

電感電流將呈線性上升。

(2)當(dāng)PWM驅(qū)動(dòng)MOS管截至?xí)r，電感電流經(jīng)過續(xù)流二極管D形成回路(忽略二極管壓降)且電感電流不發(fā)生突變，電感兩端電壓也保持不變?yōu)閂out，方向相反，電感電流呈線性下降:

同樣根據(jù)電感基本特性方程：

(3)由上一篇文章《DC-DC電路伏秒平衡原理》(詳細(xì)可自行翻閱前文)，根據(jù)電感電壓伏秒平衡定律可得：

這里假設(shè)已知DC-DC控制器輸出PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比為D，則：

綜合以上公式，BUCK型拓?fù)潆娐冯妷狠敵觯?/p>

由于占空比D<1，則BUCK型DC-DC電路只能降壓。

2、BOOST型

BOOST型DC-DC電路拓?fù)淙鐖D2所示：

圖2 BOOST型基本拓?fù)浜?jiǎn)化工作原理圖MOS管——讓輸入電源Vin電流有控制的流向輸出Vout;電容C——儲(chǔ)能作用，保證負(fù)載有連續(xù)的能量供給;電感L——抑制由電容充放電帶來的沖擊電流;二極管——開關(guān)閉合時(shí)為電感電流提供回路。

(1)當(dāng)PWM驅(qū)動(dòng)MOS管導(dǎo)通時(shí)，忽略MOS管的導(dǎo)通壓降，此時(shí)電感兩端電壓保持不變?yōu)椋?/p>

根據(jù)電感的基本方程：

電感電流將呈線性上升。

(2)當(dāng)PWM驅(qū)動(dòng)MOS管截至?xí)r，電感電流經(jīng)過續(xù)流二極管D形成回路(忽略二極管壓降)，電感兩端電壓如下式，電感電流呈線性下降:

同樣根據(jù)電感基本特性方程：

(3)同樣由上一篇文章《DC-DC電路伏秒平衡原理》，根據(jù)電感電壓伏秒平衡定律可得：

同樣這里假設(shè)已知DC-DC控制器輸出PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比為D，則：

綜合以上公式，BOOST型拓?fù)潆娐冯妷狠敵觯?/p>

當(dāng)占空比D>0.5時(shí)，Vout>Vin，此時(shí)BOOST電路表現(xiàn)為升壓;當(dāng)占空比D<0.5時(shí)，Vout

3、總結(jié)

(1)BUCK型電路輸入輸出關(guān)系：Vout=Vin*D，D<1，為降壓電路

(2)BOOST型電路輸入輸出關(guān)系：Vout=Vin*D/(1-D)，D<0.5時(shí)，為降壓電路; D>0.5時(shí)，為升壓電路。