buck電路原理圖講解 buck電路的演變過(guò)程

buck電路相信很多從事電子類工作的朋友都聽過(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，今天旺哥和大家一起分析學(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)開關(guān)PWM輸出的一個(gè)電路，假設(shè)這個(gè)電路工作周期為Ts，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)問題，又來(lái)一個(gè)問題，這個(gè)電路的缺點(diǎn)就是，Vout的輸出高度依賴于開關(guān)，導(dǎo)通時(shí)Vout有電壓，不導(dǎo)通時(shí)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(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)有問題，因?yàn)殡娙輧啥说碾妷菏遣粫?huì)突變的，因此當(dāng)開關(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)新問題，當(dāng)三極管Q2斷開時(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，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。