关于BUCK话题，很多电源工程师工作中会遇到不同的问题。其实找到问题的根源，才能对症下药。下面给大家分享几篇不错的文章，供大家学习~

变换器在众多电子器件中实际应用还是比较频繁的，因此深入了解变换器，对于每位工程师是很有必要的。在此和大家分享关于如何完美设计BUCK变换器，又该从哪个角度去理解双输出SPEIC变换器？感兴趣的请看正文！

一、buck变换器

(一)buck变换器总电路原理

此次设计主要是针对BUCK变换器的主电路进行设计，所选择的全控型器件为P-MOSFET。查阅相关资料，可以使用以脉宽调制器SG3525芯片为主的控制电路来产生PWM控制信号，从而来控制P-MOSFET的通断。然后通过设计以IR2110为主芯片的驱动电路对P-MOSFET进行驱动，电路需要使用两个输出电压恒定为15V的电源来驱动两个芯片工作。

同时采用电压闭环，将输出电压进行分压处理后将其反馈给控制端，由输出电压与载波信号比较产生PWM信号，达到负反馈稳定控制的目的，得到电路的原理框图1所示。

(二)电路基本结构

下图2所示为BUCK型DC/DC变换器的基本结构，此电路主要由虚线框内的全控性开关管T和续流二极管D以及输出滤波电路LC构成。对开关管T进行周期性的通、断控制，便能将直流电源的输入电压Vs变换成为电压Vo输出给负载……

提及buck变换器，大多数工程师们还是很熟悉的。本文通过阐述buck变换器的工作原理、buck变换器的降压原理、buck变换器的工作过程以及如何进行buck变换器设计四方面。借此机会，不清楚的工程师赶紧充电下喽！

一、Buck变换器三种称法

1.降压变换器：输出电压小于输入电压。

2.串联开关稳压电源：单刀双掷开关(晶体管)串联于输入与输出之间。

3.三端开关型降压稳压电源：

1)输入与输出的一根线是公用的。

2)输出电压小于输入电压。

二、Buck变换器工作原理结构图

由上图可知，Buck变换器主要包括：开关元件M1，二极管D1，电感L1，电容C1和反馈环路。而一般的反馈环路由四部分组成：采样网络，误差放大器(ErrorAmplifier，E/A)，脉宽调制器(PulseWidthModulaTIon，PWM)和驱动电路。

三、Buck变换器工作过程分析

为了便于对Buck变换器基本工作原理的分析，我们首先作以下几点合理的假设：

1)开关元件M1和二极管D1都是理想元件。它们可以快速的导通和关断，且导通时压降为零，关断时漏电流为零;

2)电容和电感同样是理想元件。电感工作在线性区而未饱和时，寄生电阻等于零。电容的等效串联电阻(EquivalentSeriesResistance，ESR)和等效串联电感(EquivalentSeriesinductance，ESL)等于零;

3)输出电压中的纹波电压和输出电压相比非常小，可以忽略不计。

4)采样网络R1和R2的阻抗很大，从而使得流经它们的电流可以忽略不计。

在以上假设的基础上，下面我们对Buck变换器的工作过程进行分析……

电路设计中，最常见的几种电路分别为BUCK、BOOST、BUCKBOOST电路。本文我们还是阐述一下关于BUCK电路设计的要点。

1.BUCK电路公式计算

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。下图我们常用的降压型DCDC buck拓扑。

在不考虑带有寄生参数的RLGC模型的情况下，一般我们的计算步骤如：

1）Von*Ton＝Voff*Toff –>Vo=D*Vin(占空比D在输出电压设置时已决定)

2）输出电感L1计算：Von*D/f=L1*ΔI（ΔI为所允许的电感纹波电流）

3）输出电容Co计算：ΔU=ΔQ/C=CI*T/8C（ΔU为所允许的输出纹波电压）

2.环路稳定性

上面是开环分析的拓扑，而我们DCDC实际的拓扑是闭环，所以要分析环路稳定性。前面LDO电源也提到，如果没有芯片的内部参数或者有增益相位分析仪。非原厂的硬件设计人员是很难保证环路稳定性的。幸好像TI这种国际大厂会在手册上给出计算公式，不需要自己去分析环路，大家直接使用TI给出的计算公式就可以了，自己去计算反而会出问题。

3.贴片电感参数

电感在应用分类有很多，比如大功率电感，共模电感，变压器，高频变压器，磁珠等。我们在手机，平板电脑的DCDC电源设计中最常用到的电感就是“贴片功率电感”，那大家如何保证选择的“贴片功率电感”是可靠的……

跟随小编的脚步，我们看看这个常用的BUCK以及BOOST电路工作原理到底是怎么样的？

升压和降压电路，是指电力电子设计当中常说的BUCK/BOOST电路。这两种电路经常一起出现在电路设计当中，BUCK电路指输出小于电压的单管不隔离直流变换，BOOST指输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换。作为最常见也比较基础的两种电路，本篇文章主要对BUCK/BOOST电路原理进行讲解。

首先让我们从BUCK变换器的概念开始讲起，BUCK变换器也称降压式变换器，是一种输出电压小于输进电压的单管不隔离直流变换器。

图中，Q为开关管，其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulatiON脉宽调制)信号，信号周期为Ts，则信号频率为f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期Ts=Ton+Toff，占空比Dy= Ton/Ts。

开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比Dy必须限制，不答应在Dy=1的状态下工作。电感Lf在输进侧，称为升压电感。BOOST变换器也有CCM和DCM两种工作方式。

BUCK/BOOST变换器：也称升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输进电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输进电压相反。BUCK/BOOST变换器可看做是BUCK变换器和BOOST变换器串联而成，合并了开关管。

BUCK/BOOST变换器也有CCM和DCM两种工作方式，开关管Q也为PWM控制方式……

电子系统的主控制板通常需要一些降压Buck变换器给CPU、存储器等芯片供电，降压Buck变换器的输出电感工作在单端方式，从电流模式的工作特点，电感的极性对于系统反馈环路和系统的稳定性应该没有影响，这也是许多电源研发工程师的普通认识，但是在一些应用条件下，当输出电压低占空比小的时候，系统的稳定性却受到电感极性的影响。

1、问题的提出

测试的电路为电流模式的降压Buck变换器压，输入电压Vin=12V，输出Vo=1.1V，电流Io=3A。测试条件：C1=22uF，C2=32uF，R1=3.9K，R2=10.2K，R3=10K，Rc=20K，Cc=5.6nF，Cff=1nF，L=3.6uH，fs=500KHz，如图1所示。

电感表面其中的一个管脚标识有一个圆点，它的含义是线圈绕组的起始点和极性，见图2所示。先将这个圆点对应的管脚连接到输出Vo，测试相关的电压波形和相位裕量。然后将电感转180度，将这个圆点对应的管脚连接到U1的LX管脚，测试相关的电压波形和相位裕量。

电感起始点连接Vo的测试结果分别如图2(a)和图1 (b)所示，电感起始点连接LX的测试结果分别如图1 (c)和图1 (d)所示。

图2：测试波形

当电感起始点连接Vo时，LX的波形出现大小波，系统产生明显的振荡，网络分析仪测量不到正确的结果。当电感起始点连接LX时，LX的波形工作正常，网络分析仪测量为：带宽44.55KHz，相位裕量33.82度……

如果有一个10V的电压，要想得到5V的电压，怎么办？非常简单，用两个阻值相同的电阻R1、R2串联起来，从接地电阻R2上取电压，就直接得到5V电压。

如果给这个电压加负载，二个串联电阻的阻值为1K，负载电阻为1K，那么得到的电压只有3.33V，因此这个电压不具有加载能力，不能作为稳定的电源给负载供电。

稳压管具有稳压的能力，如果将电路中的R2换成5V稳压管，稳压管两端就可以输出稳定的5V电压，这个电压具有一定的加载能力。串联电阻R1的取值范围由稳压管的最小工作电流（稳压）和最大工作电流（最大功率损耗）来决定。输入电压变化时，输入电压和输出电压的压差由R1来承担，因此R1也称之为调整电阻。

串联稳压管电路中，调整电阻位于主电流回路，因此不能通过大的负载电流，输出负载电流范围非常小。为了扩大输出负载电流的范围，那么，是否可以用某种方式，将调整电阻移出主电流回路，也就是将主电流（负载电流）回路和基准稳压电路分开，同时用基准稳压电路去控制输出电压呢？

三极管工作在放大区时，基极可以控制集电极的电流，同时基极和集电极回路是独立分开的，如果将三极管插入到串联稳压管电路中，集电极、发射极构成主电流（负载电流）通路，基准稳压电路连接到基极，就得到了线性稳压器的基本结构，如图2所示。若稳压管为5V，输出电压为：5-0.7=4.3V。输入电压变化时，输入电压和输出电压的压差都由工作在放大区三极管承担，因此这个三极管也称之为调整管。

稳压管作基准电压，精度差、温漂和噪声大，输出电压设置的灵活性较差，如果将稳压管换成精度高、温漂和噪声小的带隙基准，输出电压通过运放进行反馈控制，同时加入过流、过温、过压、欠压等一些保护功能，就构成了常用的三端线性稳压器，如LM7805、LM7812等。

通用的三端线性稳压器输入电压和输出电压的压差必须大于2V以上才能正常工作，优化电路使输入电压和输出电压的压差低于2V时也能正常工作，这种三端线性稳压器称为低压差三端线性稳压器，即LDO，甚至还有超低压差的三端线性稳压器……

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