今天我们重点分享DC-DC开关电源中的BUCK。在PCB单板二次电源设计中，常见的DC-DC变换器主要有降压，升压，升降压拓扑。这三种拓扑也是开关电源中最基本的三种拓扑。以电感端接的方式进行分类。

      首先我们看看非隔离式开关电源拓扑：

      Buck变换器是一种降压式非隔离开关电源，当开关管导通时，输入电源通过电感给输出供电，同时电感存储能量；当开关管关断时，电感通过续流二极管给输出供电；如此反复即可维持输出产生一个恒定的电压。

      Boost变换器是一种升压式非隔离开关电源，当开关管导通时，输入电源通过电感给电感充电，电感存储能量；当开关管关断时，输入电源和电感能量通过续流二极管给输出供电；如此反复即可维持输出产生一个恒定的电压。

 Buck-Boost变换器是一种升降压式非隔离开关电源，当开关管导通时，输入电源通过电感给电感充电，电感存储能量；当开关管关断时，电感能量通过续流二极管给输出供电；如此反复即可维持输出产生一个恒定的负电压。

 开关电源经常使用哪些控制技术呢？

       说明：以上几种控制方式中PWM占主流。但现在有些新的电源控制器，为了提高轻载到重载全部工况的电源效率，通过同时支持PWM和PFM两种工作模式，来提供全时效率。很多电路中通常都选择PWM与PFM或者PSM相结合的方式,以保证系统在整个负载范围内都有比较高的效率。

开关电源之环路控制

       电源的性能，如线性调整、负载的变动反应特性等，基本上取决于控制环路的结构。控制环路的结构可分为两种，如下图所是:

       电压控制模式：电压模式控制属于单闭环负反馈控制方式。下图是电压模式控制的DC-DC Converter电路实例。将输出电压值用作反馈信号，反馈信号经过滤波，放大比较才作用于PWM的控制器，响应比较慢。

      电流控制模式：属于双闭环负反馈控制方式。是将电感器电流波形的上升斜波部分加入到电压控制环路之外提供快速响应控制环路。电流模式在一定程度上解决了电压控制模式响应慢的特点，但是也增加了反馈回路的复杂性，下图是电流模式控制的DC-DC Converter电路实例，由图可知该控制环路分有内、外环，内环为电流负反馈环，外环为电压负反馈环。

      平均电流控制模式：将电感电流的波形先进行放大，再与电压反馈误差信号进行差分，将两者的结果和外部提供的斜坡波形进行比较，产生PWM。下图是平均电流模式控制的DC-DC Converter电路，该控制方法最早就是被应用于功率因素校正器的。优点是直接控制电感电流的平均值，干扰性好，系统稳定性好；缺点是电流检测电路比较复杂，或是检测元件损耗较大。

        固定ON/OFF时间控制：下图是固定ON/OFF时间控制的电流模式DC-DC Converter电路，由图可知开关管Tr1一旦导通，电感电流IL会大幅增加。如果反馈后的电感电流比控制信号更大的话，开关管会在固定时间点关断，之后开关管再导通，即通过开关频率的变化（变频）来调节输出电压。优点是固定ON/OFF时间控制的电流模式控制结构上非常简洁；缺点是工作频率是变化的，因此输入输出滤波器的设计比较复杂。

       峰值电流模式控制：峰值(peak)电流模式控制则是电源电路设计者经常使用的方式。如上一页图示的开关管Tr1一旦导通的话，电感电流IL 会大幅增加，当电感电流IL与控制信号一致时开关管将会关断。下图是峰值电流模式控制的Converter的小信号动作方块图，该方块图分成两个反馈回路，分别是外侧的电压反馈回路与内侧的电流反馈回路。电压反馈回路的输入就是所谓的基准电压Vref，基准电压Vref会与输出电压作比较，它的误差信号会流入补偿器，补偿器则产生控制电压Vc输入到电流反馈回路，电流反馈回路会根据控制电压Vc决定电感电流IL的大小。

      今天主要简单介绍了DCDC电源的拓扑及开关电源的调制控制方式及环路控制技术，下一篇我们将重点讲解BUCK电源。本文内容主要来源于个人整理总结。如有不正之处，欢迎指正。

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