LDO和BUCK降压稳压器对比

LDO和BUCK降压稳压器(dc/dc)对比

传统的线性稳压器，如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2v~3V以上，否则就不能正常工作。但是在一些情况下，这样的条件显然是太苛刻了，如5v转3.3v,输入与输出的压差只有1.7v，显然是不满足条件的。针对这种情况，才有了LDO类的电源转换芯片。

DC-DC转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路。DC-DC转换器的优点是效率高、可以输出大电流、静态电流小。随著集成度的提高，许多新型DC-DC转换器仅需要几只外接电感器和滤波电容器。但是，这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较大、成本相对较高。

LDO的选择

当所设计的电路对分路电源有以下要求

1．高的噪音和纹波抑制；

2．占用PCB板面积小，如手机等手持电子产品；

3．电路电源不允许使用电感器，如手机；

4．电源需要具有瞬时校准和输出状态自检功能；

5．要求稳压器低压降，自身功耗低；

6．要求线路成本低和方案简单；

此时，选用LDO是最恰当的选择，同时满足产品设计的各种要求

DC/DC:效率高，噪声大；好处就是转换效率高，可以大电流，但输出干扰较大，体积也相对较大。

LDO:噪声低，静态电流小；体积小，干扰较小，当输入与输出电压差较大的化，转换效率低.

所以如果是用在压降比较大的情况下，选择DC/DC，因为其效率高，而LDO会因为压降大而自身损耗很大部分效率；如果压降比较小，选择LDO，因为其噪声低，电源干净，而且外围电路简单，成本低。

LDO是low dropout regulator，意为低压差线性稳压器，是相对于传统的线性稳压器来说的。传统的线性稳压器，如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2v~3V以上，否则就不能正常工作。但是在一些情况下，这样的条件显然是太苛刻了，如5v转3.3v,输入与输出的压差只有1.7v，显然是不满足条件的。针对这种情况，才有了LDO类的电源转换芯片。

LDO线性降压芯片：原理相当于一个电阻分压来实现降压，能量损耗大，降下的电压转化成了热量，降压的压差和负载电流越大，芯片发热越明显。这类芯片的封装比较大，便于散热。

LDO线性降压芯片如：2596，L78系列等。

DC/DC降压芯片：在降压过程中能量损耗比较小，芯片发热不明显。芯片封装比较小，能实现PWM数字控制。

DC/DC降压芯片如：TPS5430/31，TPS75003，MAX1599/61,TPS61040/41

总的来说，进行PCB设计时，升压是一定要选DCDC的，降压，是选择DCDC还是LDO，要在成本，效率，噪声和性

能上比较。关键是具体应用具体分析。

在采用MCU/DSP/FPGA设计的控制系统中，低压输入

级（一般在12V以下），输出

5V/3.3V/1.8V/1.5V/1.2V的电路中，常用的电源芯

片是BUCK（降压型）开关稳压器和LDO(低压差）线

性稳压器。这两款电源芯片在应用中，有着各自的

优缺点，在电路设计时，需要根据实际有选择地使用。

一、LDO和BUCK降压稳压器对比

1、当输入电压为高电压时（一般是>5V的时候），并且输入输出

压差很大时，需要选用BUCK开关稳压器，这种情况下，采用开关电源

芯片，效率高，发热量小；若采用线性稳压器，则输入输出的压差过大，这部分功率都被消耗了，造成效率低、发热量巨大，需要额外增

加大的散热片。当输入电压在5V以下时，优先考虑LDO线性稳压器，

这类芯片的特点是低成本，若在不考虑成本及高要求的情况下，也可

使用开关稳压器芯片。

2、当板级输出电源的输出电流>1A时，宜用BUCK开关稳压器，这类芯片型号非常多，这里就不一一列举了；当输出的电源在1A以下，最好选择LDO芯片，使用开关稳压器就有些浪费资源了，呵呵。

3、BUCK开关稳压器的输出纹波及稳压性不如LDO好,所以像MCU/DSP/FPGA等内核电源（1.2V、1.5V、2.5V等）一般会选择LDO，

这个可以多看看TI的电源管理芯片手册，里面有很多针对不同处理器

的芯片推荐型号。另外，当输入电压很高或输入/输出电压压差很大，

且输出电流比较大时，可采用“BUCK+LDO”方案。这个方案在一般的

控制板上实现比较容易，成本也不高。

4、从电路设计的复杂程度上来说：BUCK开关稳压器电路要用

外部电感，体积较大，有些还要使用外部MOS管，电路设计和调试需

要花费一定时间，除非是前期积累的成熟设计；而LDO电路则很简单，其外围电路只需要几个滤波电容。

5、BUCK开关稳压器的转换效率比LDO高，热温特性也比

LDO好；在电路设计时，当需要输出电压精度很高时，必须用LDO来

实现。

总结：只有将两者结合起来，才能得到一个稳定的，被认为是完美的电源电路。

二、LDO和BUCK降压稳压器应用注意事项

1、导致 LDO 产生振荡最常见的原因是什么？就是输出电容器！

A、ESR 过高。质量欠佳的钽电容器会具有高 ESR，一般尽量采用进口器件。铝电解电容器在低温条件下将具有高 ESR，一般采用钽电容器件。

B、ESR 过低。在电路中，最好选用知名品牌的贴片器件。

2、造成BUCK开关稳压器芯片发热严重的一个原因：就是电感。

我们知道电感器的选择是依靠负载电阻，工作频率，输出电压（占空比）工作效率来确定的，不是越大或者越小越好。目前，一些购买到的贴片电感容易出现容量与标识不符的情况，造成芯片发热严重，解决方法就是采用直插式柱状电感器。

三、电源设计分享

第一个图是一个LP3965-ADJ的LDO电源设计，可以看到，在电路中设计了一个大的接地平面用作散热器。

第二个图是一个LM2596的降压开关电源设计，可以发现，开关电源的芯片面积仅有1/2,损耗大大减少了，意味着开关电源能够

承受更高的热阻，减少散热的面积。

第三章01-降压型直流变换器.

第二节降压型开关电源第三章直流变换器 * VT "Ln lk? 第二节降压型开关电源 (&5祥Sfi开关电8电》图 4 0 t ----- t onr- J ???0 ;aa) VT—高频晶体开关管，工作在：导通饱和状态 ?止状态起开关作用，可用M OS管和IGBT管代替; 开关管与负载RL侧电路相率联，VT的反复周期性导通和《止，控制了U1是否加到负 ?R L的时间比例，起到斩波作用? VD—续流二极管?当开关管VT截止时? VD 提供一个称为“续流辭电流的通路?使电感电流不致迅变中断，避免电感感应出高压而将晶体管击穿损坏-此续流通路也是电感能量放出到负载的通路? L—储能电感.有两个作用，能a转换和滤波 C—滤波电容，減小负《电压的脉动成分和?小输出阻抗? R L—等效负我电阻，用电设备.

lk? + vr __________ 95 ttS生开关电源电路图 + Eo U—输入直流电压?该电压大小不穂定或者有纹波卩0?输出直流电压，纹波小，稳定? 将?个直流电压Ui转换成另 4 0 t ■----- t onr- I ?13 Q * hl U L * 、丫〔二二+ 图S MSfi开*??鼻匕1?创6图?个宜流电压Uo, KUo

DC-DC升降压电路的几种个人方案

DC-DC升降压电路的几种解决方案（成都信息工程学院科技创新实验室） WOODSTOCK 前一段时间，本着学习的态度参加了TI杯校赛，做了其中的一个直流升降压的题，作品没做的很好，但是在准备期间，我对各种可行电路都做了尝试，一些心得拿出来与大家分享，也望各路大侠对不妥之处不吝赐教。我们在实际应用中，经常会出现系统中各个模块供电不统一，或者供电电源的电压时变化的（比如汽车中的电池电压受温度影响而变化），在只有一个电源提供供电的时候，同时可以升压或降压的电路就变得非常有用。下面，来看一下我想到的几种升降压问题的解决方案。非隔离式开关电源的基本电路一般有三种：Buck降压电路、Boost升压电路、Buck-boost 极性反转升降压电路。要实现同时升降压功能，首先想到的肯定是Buck-Boost极性反转电电路。图表1 极性反转电路原理示意这种拓扑结构的电路能够输出与输入相反的、可以比输入电压更高或者更低的电压，并且整体的效率也很高。但缺点也很明显：一就是极性相反，当输入电压是正压且要求输出也是正的时候，我们还要对输出电压进行反向，这就是一件很麻烦的事；但是，有时我们需要的就是负压的时候，这个缺点又会有一种很大的用处。缺点二就是，这种拓扑结构电路的电流脉动值很大，输出滤波不好处理。在实际制作中，我选择了用TI的Buck型降压芯片TPS5430

来做开关管以及驱动的部分，更方便控制，简化了电路。还有一个缺点是，这种电路不方便数控，而且没法直接用AD采输出电压。下面这个是我做的一个控制TPS5430反馈的电路。常见的来解决这个问题的还有另外一种电路，就是把boost电路和buck电路结合起来。但是怎样结合？方法有很多种。第一种，直接拼接。比如输入电压时5-12V,输出电压要10V,那么我们就可以使用升压电路将输入电压统一升到13V，然后再使用电压可调节的降压电路来提供输出电压。在做这个方案时，我升压用了TI的TPS61175输入范围是3-18V，输出范围是3-65V，最大输出电流时3A。降压同样用了TPS543O 图表3 TPS5430降压电路

直流变换器的设计(降压)

直流变换器的设计（降压）一、设计要求： (1) 二、题目分析： (1) 三、总体方案： (2) 四、原理图设计： (2) 五、各部分定性说明以及定量计算： (5) 六、在设计过程中遇到的问题及排除措施： (6) 七、设计心得体会： (6)

直流变换器的设计（降压） BUCK降压斩波电路就是直流斩波中最基本的一种电路，是用BUCK作为全控型器件的降压斩波电路，用于直流到直流的降压变换。IGBT是MOSFET与双极晶体管的复合器件。它既有MOSFET易驱动的特点，又具有功率晶体管电压、电流容量大等优点。其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十千赫兹频率范围内，故在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。所以用BUCK作为全控型器件的降压斩波电路就有了IGBT易驱动，电压、电流容量大的优点。 BUCK降压斩波电路由于易驱动，电压、电流容量大在电力电子技术应用领域中有广阔的发展前景，也由于开关电源向低电压，大电流和高效率发展的趋势，促进了IGBT 降压斩波电路的发展。一、设计要求：技术参数：输入直流电压Vin=36V 输出电压Vo=12V 输出电流Io=3A 最大输出纹波电压50mV 工作频率f=100kHz 二、题目分析：电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路，驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断来完成整个系统的功能，当控制电路所产生的控制信号能够足以驱动电力电子开关时就无需驱动电路。课程设计步骤分析（顺序）： 1.设计主电路，主电路为：采用BUCK变换器，主功率管用MOSFET； 2.选择主电路所有图列元件，并给出清单； 3.设计MOSFET驱动电路及控制电路； 4.绘制装置总体电路原理图，绘制： MOSFET驱动电压、BUCK电路中各元件的电压、电流以及输出电压波形； 5.编制设计说明书、设计小结。

降压式变换电路(Buck电路)详解

降压式变换电路（Buck电路）详解一、BUCK 电路基本结构开关导通时等效电路开关关断时等效电路二、等效的电路模型及基本规律（1）从电路可以看出，电感L 和电容C 组成低通滤波器，此滤波器设计的原则是使us(t)的直流分量可以通过，而抑制us(t) 的谐波分量通过；电容上输出电压uo(t)就是us(t) 的直流分量再附加微小纹波uripple(t) 。（2）电路工作频率很高，一个开关周期内电容充放电引起的纹波uripple(t) 很小，相对于电容上输出的直流电压Uo 有：电容上电压宏观上可以看作恒定。电路稳态工作时，输出电容上电压由微小的纹波和较大的直流分量组成，宏观上可以看作是恒定直流，这就是开关电路稳态分析中的小纹波近似原理。（3）一个周期内电容充电电荷高于放电电荷时，电容电压升高，导致后面周期内充电电荷减小、放电电荷增加，使电容电压上升速度减慢，这种过程的延续直至达到充放电平衡，此时电压维持不变；反之，如果一个周期内放电电荷高于充电电荷，将导致后面周期内充电电荷增加、放电电荷减小，使电容电压下降速度减慢，这种过程的延续直至达到充放电平衡，最终维持电压不变。这种过程是电容上电压调整的过渡过程，在电路稳态工作时，电路达到稳定平衡，电容上充放电也达到平衡，这是电路稳态工作时的一个普遍规律。（4）开关S 置于1 位时，电感电流增加，电感储能；而当开关S 置于2 位时，电感电流减小，电感释能。假定电流增加量大于电流减小量，则一个开关周期内电感上磁链增量为：此增量将产生一个平均感应电势：此电势将减小电感电流的上升速度并同时降低电感电流的下降速度，最终将导致一个周期内电感电流平均增量为零；一个开关周期内电感上磁链增量小于零的状况也一样。这种

buck降压升压电路知识

Buck变换器：也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入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。 Boost变换器：也称升压式变换器，是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器。开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比Dy必须限制，不允许在Dy=1的状态下工作。电感Lf在输入侧，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入电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输入电压相反。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。 LDO的特点： ①非常低的输入输出电压差 ②非常小的内部损耗 ③很小的温度漂移 ④很高的输出电压稳定度 ⑤很好的负载和线性调整率 ⑥很宽的工作温度范围 ⑦较宽的输入电压范围 ⑧外围电路非常简单，使用起来极为方便 DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton(通用)，二是频率调制方式，ton不变，改变Ts(易产生干扰)。其具体的电路由以下几类： (1)Buck电路——降压斩波器，其输出平均电压 U0小于输入电压Ui，极性相同。

BUCK电路工作原理分析

BUCK电路工作原理分析测试电路如下图4.5所示，改变驱动信号占空比，观察输入与输出关系。通道2,输出波形通道1,驱动波形 (a)BUCK测试电路(b)输出波形(c)输出波形图4.5 BUCK升压电路(multisim) BUCK电路是一种降压斩波器，降压变换器输出电压平均值U o总是小于输入电压U d。一、BUCK电路工作原理 Q1导通期间（t on ）：电力开关器件导通，电感蓄能，二极管D反偏。等效电路如图5.7(b)所示； Q1关断期间（t off）：电力开关器件断开，电感释能，二极管D导通续流。等效电路如5.7 (c)所示；由波形图5.7 (b)可以计算出输出电压的平均值为： ) ( 1 ) ( 1 0? ? ?? + ? = =S on on S T t t d S T S dt dt u T dt t u T U 则： d d S on DU U T t U= = ，D为占空比。忽略器件功率损耗，即输入输出电流关系为： d d O d O I D I U U I 1 = =。

图4.6 BUCK电路工作过程二、电感工作模式分析下图4.7为BUCK电路中电感流过电流情况。图4.7电感电流波形图电感中的电流i L是否连续，取决于开关频率、滤波电感L和电容C的数值。 1.电感电流i L连续模式：

⑴在t on 期间:电感上的电压为 dt di L u L L = 由于电感L 和电容C 无损耗，因此i L 从I 1线性增长至I 2，上式可以写成 on L on O d t I L t I I L U U ?=-=-12 O d L on U U L I t -?= )( 式中△I L =I 2－I 1为电感上电流的变化量，U O 为输出电压的平均值。 ⑵在t off 期间:假设电感中的电流i L 从I 2线性下降到I 1，则有 off L O t I L U ?= 则，O L off U I L t ?= 可求出开关周期ＴS 为） (1 O d O d L off on S U U U LU I t t f T -?= +== fL D D U fLU U U U I d d O d O L ) 1()(-= -= ? 上式中△I L 为流过电感电流的峰－峰值，最大为I 2，最小为I 1。电感电流一周期内的平均值与负载电流I O 相等，即 2 1 20I I I += 则)1(201D D L T U I I S d -- = 2.电感电流i L 临界连续状态变换电路工作在临界连续状态时，即有I 1=0，由)1(201D D L T U I I S d --=，可得维持电流临界连续的电感值L 0为：

XL4015降压型直流电源变换器芯片(大功率型)

n LCD Monitor and LCD TV n Portable instrument power supply n Telecom / Networking Equipment component count. Figure1. Package Type of XL4015

Pin Configurations Figure2. Pin Configuration of XL4015 (Top View) Table 1 Pin Description Pin Number Pin Name Description 1 GND Ground Pin. Care must be taken in layout. This pin should be placed outside of the Schottky Diode to output capacitor ground path to prevent switching current spikes from inducing voltage noise into XL4015. 2 FB Feedback Pin (FB). Through an external resistor divider network, FB senses the output voltage and regulates it. The feedback threshold voltage is 1.25V . 3 SW Power Switch Output Pin (SW). SW is the switch node that supplies power to the output. 4 VC Internal V oltage Regulator Bypass Capacity. In typical system application, The VC pin connect a 1uf capacity to VIN. 5 VIN Supply V oltage Input Pin. XL4015 operates from a 8V to 36V DC voltage. Bypass Vin to GND with a suitably large capacitor to eliminate noise on the input.

BUCK_BOOST_BUCK-BOOST电路的原理

BUCK BOOST BUCK/BOOST电路的原理 Buck变换器：也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入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。、Boost变换器：也称升压式变换器，是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器。开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比Dy必须限制，不允许在Dy=1的状态下工作。电感Lf在输入侧，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入电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输入电压相反。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。

LDO的特点： ①非常低的输入输出电压差 ②非常小的内部损耗 ③很小的温度漂移 ④很高的输出电压稳定度 ⑤很好的负载和线性调整率 ⑥很宽的工作温度范围 ⑦较宽的输入电压范围 ⑧外围电路非常简单，使用起来极为方便 DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton(通用)，二是频率调制方式，ton不变，改变Ts（易产生干扰）。其具体的电路由以下几类：】（1）Buck电路——降压斩波器，其输出平均电压U0小于输入电压Ui，极性相同。（2）Boost电路——升压斩波器，其输出平均电压U0大于输入电压Ui，极性相同。（3）Buck－Boost电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电感传输。（4）Cuk电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电容传输。 DC-DC分为BUCK、BUOOST、BUCK-BOOST三类DC-DC。其中BUCK型DC-DC只能降压，降压公式：Vo=Vi*D BOOST型DC-DC只能升压，升压公式：Vo= Vi/(1-D) BUCK-BOOST型DC-DC，即可升压也可降压，公式：Vo=(-Vi)* D/（1-D） D为充电占空比，既MOSFET导通时间。0

降压型(BUCK)DC-DC电路的设计与制作设计报告

课题三：降压型（BUCK）DC-DC电路的设计与制作姓名：学号：得分：一、实验目的 1). 学习和了解DC-DC变换电路的特点； 2). 掌握降压型（BUCK）DC-DC电路的结构和工作原理； 3). 熟悉强、弱电电路的隔离应用； 4). 培养电子电路的设计能力和基本应用技能。二、课题任务 1）设计参数要求： =12V； ① DC-DC主电路输入电压V I ②输出电压: V =5V； O =1A； ③输出电流：I O ④输出电压纹波峰-峰值 V ≤50mV，即纹波≤1%； pp =5W。 ⑤额定输出功率P O 2）PWM驱动信号： =20kHz； ① PWM驱动信号频率f S ② PWM驱动信号占空比可调； 3）驱动电路：驱动电路应为单端输入、双端浮地输出。 5）撰写完整的实习报告。三、实验原理 BUCK电路就是降压电路，开关S闭合的时候，VD二极管承受负压关断，电感充电，电流正向流动，电流值呈现指数上升趋势。开关S断开的时候，VD 二极管起续流作用，电感开始放电，电流逐渐下降，通过负载和二极管回到电感另外一端，短暂供电。这样电压就能降低。实际使用的时候，S开关是通过MOSFE 或者IGBT实现的，输出电压等于输入电压乘以PWM波的占空比。开关电源总的来分有隔离型和非隔离型电路。所谓非隔离型电路是根据电路形式的不同，可以分为降压型buck电路、升压Boost型电路、升降压Buck-Boost 型电路、Cuk型丘克电路、Sepic型电路、Zeta型电路。我们这里主要分析降压型DC-DC转换器的工作原理，Buck电路如图1所示。图中功率MOSFET为开关调整元件，它的导通与关断由控制电路决定;L和C为滤波元件;开关截止时，二极管VD可保持输出电流连续，所以通常称为续流二极管。控制电路输出信号使开关管VT导通时，滤波电感L中的电流逐渐增加，因此贮能也逐渐增大，电容器C开始充电。忽略MOSFET的导通压降，MOSFET源极电压应为Uin。

buck电路的原理

buck电路的原理降压式变换电路（Buck电路）详解一、BUCK电路基本结构开关导通时等效电路开关关断时等效电路二、等效的电路模型及基本规律（1）从电路可以看出，电感L和电容C组成低通滤波器，此滤波器设计的原则是使us(t)的直流分量可以通过，而抑制us(t) 的谐波分量通过；电容上输出电压uo(t)就是us(t) 的直流分量再附加微小纹波uripple(t) 。（2）电路工作频率很高，一个开关周期内电容充放电引起的纹波uripple(t) 很小，相对于电容上输出的直流电压Uo有：电容上电压宏观上可以看作恒定。电路稳态工作时，输出电容上电压由微小的纹波和较大的直流分量组成，宏观上可以看作是恒定直流，这就是开关电路稳态分析中的小纹波近似原理。（3）一个周期内电容充电电荷高于放电电荷时，电容电压升高，导致后面周期内充电电荷减小、放电电荷增加，使电容电压上升速度减慢，这种过程的延续直至达到充放电平衡，此时电压维持不变；反之，如果一个周期内放电电荷高于充电电荷，将导致后面周期内充电电荷增加、放电电荷减小，使电容电压下降速度减慢，这种过程的延续直至达到充放电平衡，最终维持电压不变。

这种过程是电容上电压调整的过渡过程，在电路稳态工作时，电路达到稳定平衡，电容上充放电也达到平衡，这是电路稳态工作时的一个普遍规律。（4）开关S置于1位时，电感电流增加，电感储能；而当开关S 置于2位时，电感电流减小，电感释能。假定电流增加量大于电流减小量，则一个开关周期内电感上磁链增量为：此增量将产生一个平均感应电势：此电势将减小电感电流的上升速度并同时降低电感电流的下降速度，最终将导致一个周期内电感电流平均增量为零；一个开关周期内电感上磁链增量小于零的状况也一样。这种在稳态状况下一个周期内电感电流平均增量（磁链平均增量）为零的现象称为：电感伏秒平衡。这也是电力电子电路稳态运行时的又一个普遍规律。三、电感电流连续工作模式（CCM）下稳态工作过程分析

降压变换器的基本工作原理

降压变换器的基本工作原理在汽车中，有些照咖是由单个LED担任的，如顶灯、地图灯、行李箱照明灼。以及门灯等。一只白光LED的正向压降为3—4V，汽车由蓄电他提供的内部电压，一舱为12—14V，这就出现了输入电压远远超过LED所需要的情况。如果采用线性稳压器通过降压来驱动L四，必然会出现电源功率转换效率过低的问题。为此，必须采用开关型DC仍C降压变换器，宅既为LED提供所需的低压电源、恒定的电流，又能有较高的转换效率。降压变换器(BuCk)又称串联开关稳压器或开关型降压稳压器。下面介绍降压变换器的基本电路拓扑和它的工作原理。降压变换器的电路形式及工作原理降压变换器的电路形式如图所示是开关管，VD是开关二极管，在VT截正期间，为电感电流提供继续流通的通路。由图见，输入和输ABC电子出在电气上是直接相通的，无隔离，属于非隔离型功率变换器。为分析简便起见，在电路的工作频率较高、电感工和电容Co较大时，输出电压和流过二极管的电流可以视为稳定不变的，艾博希电子分别以定位RO、Jo表尔当VT导退时，由于假定输入、输出电压是同定的，电感两端电压差RD厂RO也是一个定值，这样，流过电感L的电流将按线性斤升，由初始的最小位即谷值JV直线上升，到开关管VT导通结束时，达到最大值人MM即峰值JP。如VT的导通时间为则有：小当VT截女时，电感力图维持其电流不变。在电感两端将产生感应电动势，极性为右正左负，与VT导通时的极性如图恰好相反。它使二极管w导通，为电感电流提供续流远路，此后，出其最大值／LMM(JP)线性卜降。如果VT的截止时间为ROR，且在电感电流连续导通模式(CCM)下，则在截止期结束时，电感电流由峰值JP产降到谷值JV，并满足以下关系：价(k丛)RO；生JL＝Bp RO；在上面诺式中，7为开关周期，D为开关管的占空IC现货商比，o＝RJ厂，其值小于1，D越小，输出电压RO越小。由式(5—4)可见，输出电压RO与占空比D呈线性关系，D大，输出电压亦大；此外，输出电压比输入电压RM低，降压之名即由此而来。如认为电路中的元件均足理想的、无损耗的，则电路的功率转换效率为1或如可见，输出电流的平均值要比输入电流的平均值大。同样可以证明，在YT截止期间，如电感电流F降到军，电感电流将表现为不连续的状态(DCM)，即每次开关管导通时，

升降压电路原理分析

BUCK BOOST电路原理分析电源网讯 Buck变换器：也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入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。 Boost变换器：也称升压式变换器，是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器。开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比Dy必须限制，不允许在Dy=1的状态下工作。电感Lf在输入侧，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入电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输入电压相反。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。 LDO的特点：

① 非常低的输入输出电压差 ② 非常小的内部损耗 ③ 很小的温度漂移 ④ 很高的输出电压稳定度 ⑤ 很好的负载和线性调整率 ⑥ 很宽的工作温度范围 ⑦ 较宽的输入电压范围 ⑧ 外围电路非常简单，使用起来极为方便 DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton(通用)，二是频率调制方式，ton不变，改变Ts（易产生干扰）。其具体的电路由以下几类：（1）Buck电路——降压斩波器，其输出平均电压 U0小于输入电压Ui，极性相同。（2）Boost电路——升压斩波器，其输出平均电压 U0大于输入电压Ui，极性相同。（3）Buck－Boost电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电感传输。（4）Cuk电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电容传输。 DC-DC分为BUCK、BUOOST、BUCK-BOOST三类DC-DC。其中BUCK型DC-DC只能降压，降压公式：Vo=Vi*D BOOST型DC-DC只能升压，升压公式：Vo= Vi/(1-D) BUCK-BOOST型DC-DC，即可升压也可降压，公式：Vo=(-Vi)* D/（1-D） D为充电占空比，既MOSFET导通时间。0

XL1410降压型直流电源变换器芯片(高效率型)

n Set-up Box n ADSL Modem n Telecom / Networking Equipment Figure1. Package Type of XL1410

Pin Configurations Figure3. Function Block Diagram of XL1410

Figure4. XL1410 Typical Application Circuit System Efficiency Curve

Order Information Marking ID Package Type Packing Type Supplied As XL1410E1 XL1410E1 SOP-8L 2500 Units on Tape & Reel XLSEMI Pb-free products, as designated with “E1” suffix in the par number, are RoHS compliant. Absolute Maximum Ratings（Note1） Parameter Symbol Value Unit Input Voltage Vin -0.3 to 20 V Feedback Pin Voltage V FB-0.3 to Vin V EN Pin Voltage V EN-0.3 to Vin V Output Switch Pin Voltage V Output-0.3 to Vin V Power Dissipation P D Internally limited mW Thermal Resistance (SOP8) R JA100 oC/W (Junction to Ambient, No Heatsink, Free Air) Operating Junction Temperature T J-40 to 125 oC Storage Temperature T STG-65 to 150 oC Lead Temperature (Soldering, 10 sec) T LEAD260 oC ESD (HBM) 2000 V Note1: Stresses greater than those listed under Maximum Ratings may cause permanent damage to the device. This is a stress rating only and functional operation of the device at these or any other conditions above those indicated in the operation is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect reliability.

Buck降压式变换器基本结构及原理

B u c k降压式变换器基本结构及原理一、Bu c k变换器：也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入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P WM(Pu l se wi d th m od u la t io n 脉宽调制)信号，信号周期为T s，则信号频率为f=1/T s，导通时间为T o n，关断时间为T of f，则周期Ts=To n+T o ff，占空比D y=T on/Ts。 B u c k变换器有两种基本工作方式： C C M(C o nt i nu o us c u rr e nt m o de)：电感电流连续模式，输出滤波电感Lf的电流总是大于零 D C M(D i sc o nt i nu o us cu r re n t m od e)：电感电流断续模式，在开关管关断期间有一段时间Lf的电流为零 1.1C CM时的基本关系：

1.2D CM时的基本关系： D C M可分为两种典型情况：输入电压Vi n不变，输出电压V o变化，常用作电动机速度控制或充电器对蓄电池的恒流充电输入电压Vi n变化，输出电压Vo恒定，即普通开关稳压电源 1.3电感电流临界连续的边界： 1.3.1输入电压恒定不变时：Vi n=c o ns t 可画出Bu ck变换器在V i n=c on st时的外特性曲线：

图中虚线为电感电流临界连续的边界，内部为电流断续区，外面为电流连续区。理想情况下，在电流断续区输出电压仅由占空比Dy确定。实际电路中，因元器件的非理想化，在电感电流的连续区，Bu ck变换器的外特性也是下降的，即I o加大，V o降低。为保持Vo不变，在I o增加时，要适当加大占空比Dy。 1.3.2输出电压恒定不变时：Vo=co n st 可画出Bu ck变换器在V o=c o ns t时的标幺特性曲线：

buck电路参数

标签：BUCK 电源设计之BUCK电路-2 偶是电源方面的菜鸟，继续考虑与分析，希望能够把这部分知识给牢固掌握，并涉及最主要的点，难免有不好错误和遗漏的地方，请各位电源高手不惜指教。首先把设计需要的信息输入到我们定义参数中，如下图所示：初步确认占空比和电感电流范围：

这里需要交代的是，我们在设计BUCK电路过程中，在需要确保负载电流范围需要保证负载不进入断续模式，按照示意图所示中，当进入断续模式时，会产生Ring的情况。继续扩展，连续与断续的分界线为：采用电路的特征参量去分析，确实简洁，但是并没有体现出输入电压与输出电流之间的关系特征产量的三个参量为 1.PWM周期 2.电路的主电感量 3.电路输出负载

以上反应的关系实质上是指输出电流与占空比的关系，而输出电压一般是确定的，因此等同于输入电压与输出电流之间的关系，以上的式子并没有清晰的反应出来，以下的推导可直观的表示出来：

可发现，如果电感选择过小，则会导致在设计电流范围内，电路进入了断续模式，而且在正常的电流变化过程中，电路在两种模式中不断变化，存在临界点，这是不能接受的，通过选择电感后，可得到以下图形：因此我们在选择电感和电容的初步选择，需要满足以下的关系：

电容的计算式子：电容与电感量是有关系的，因此先选择电感量是关键。电感和电容都是按照标准值选取的，偶找到TDK和适当的电容后贴上：电感和电容值都要参考标准值来选取，通过以上的选取后，需要对目前的电路参数进行验证。

电感的确定负载电流3A,峰值电流为Ipeak为有效电流Irms的2-3倍，电感可以这样估算，L=(Vin-Vdsat-V out)*Ton/Ipeak; Vdsat为PMOSFET的导通压降，Ton为导通时间，可见电感愈小，峰值电流愈大，同时还要考虑电感磁芯饱(Core Saturation) 电容的取值和你要求的纹波有关Vripple.

BUCK型DC-DC变换器电路设计.

辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目： BUCK型DC-DC变换器电路设计院（系）：电气工程学院专业班级：自131班学号： 130302011 学生姓名：李君奥指导教师：（签字）起止时间：2016..1.04-2016.01.15

课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：自动化Array 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算

摘要直流斩波电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的DC-DC 变换器,在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用.随之出现了诸如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、复合斩波电路等多种方式的变换电路。斩波电路主要用于电子电路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。BUCK降压斩波电路就是直流斩波中最基本的一种电路，是用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路，用于直流到直流的降压变换。全控型电力电子器件IGBT在牵引电传动电能传输与变换、有源滤波等领域得到了广泛的应用。所以用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路就有了IGBT易驱动，电压、电流容量大的优点。直流斩波电路由控制电路，驱动电路，保护电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断来完成整个系统的功能，当控制电路所产生的控制信号能够足以驱动电力电子开关时就无需驱动电路。在Matlab仿真实验中，当输入电压为600VDC时，输出电压为220VDC，输出额定电流为2.5A，当输入电压在小范围变化时，电压调整率≤5%,变换器在满载时效率≥90%。关键词：直流；降压斩波；电力电子；变换电路；

降压型变换器电路设计

课程设计：降压型变换器的设计规格要求： 1.输出电压：5v。 2.输出电流：1A。 3.输入电压范围：12V±3V。 4.开关频率：约80kHZ。 5.输出纹波电压：50mV P-P。在设计时通过各部分的设计来实现这样的规格。设计步骤 1.确定规格。 2.根据经验进行条件假设。 3.计算基本参数。 4.计算电感器电流。 5.计算输出电容器。原理图 R L 根据经验的条件假设由于规格没有给出设备效率和电感器的纹波电流值。在设计时要根据经验给出。如果开关元件是双极型晶体管，假设效率h为80%；如果开关元器件是功率MOSFET， I I I）增加，以提高设计则假设效率为90%。由假设的效率，使与输入有关的电流（,, Q D L

精度。增大电感器的电流纹波率L L I I D ，电感器可以变小，但给开关器件或滤波电容器带来的压力变大。一般认为，设L L I I D =30%（=±15%）时可以取得平衡性良好的设计，所以这里也取此值。30%的电流纹波率是通用值。 ()1in out on L V V T I L -D =, L L L out I I I I h D D = 计算基本参数 1. 11 2.5s s T f s m == 2. 5/120.417out in V V a === 3. 5.21on s T T s a m == 这些参数将成为以下计算的基础。求解电感器电流由on T 和L L I I D 可求得电感器电流的最大值以及与纹波电流L I D 和开关器件相关的电流的最大值。出于降额目的，应选择电流额定值为此值的1.25倍以上的电感器与半导体。 1. 1.11Lave out I I A h == ()0.3 1.110.33L L L L I I I I D =D =? max 2 1.110.165 1.28L Lave L I I I A =+D =+= 2. ()1110in out on L V V T I H I m -==D 3. 由max max max L Q D I I I ==，选择功率MOSFET 及二极管。如果选取的1L 与计算值不同时，返回假设重新计算。

DC-DC升降压电路的几种个人方案

（成都信息工程学院科技创新实验室） W00DSTOCK 前一段时间，本着学习的态度参加了TI杯校赛，做了其中的一个直流升降压的题，作品没做的很好，但是在准备期间，我对各种可行电路都做了尝试，一些心得拿出来与大家分享，也望各路大侠对不妥之处不吝赐教。我们在实际应用中，经常会出现系统中各个模块供电不统一，或者供电电源的电压时变化的（比如汽车中的电池电压受温度影响而变化），在只有一个电源提供供电的时候，同时可以升压或降压的电路就变得非常有用。下面，来看一下我想到的几种升降压问题的解决方案。非隔离式开关电源的基本电路一般有三种：Buck降压电路、Boost升压电路、Buck-boost 极性反转升降压电路。要实现同时升降压功能，首先想到的肯定是Buck-Boost 极性反转电电路。图表 1 极性反转电路原理示意这种拓扑结构的电路能够输出与输入相反的、可以比输入电压更高或者更低的电压，并且整体的效率也很高。但缺点也很明显：一就是极性相反，当输入电压是正压且要求输出也是正的时候，我们还要对输出电压进行反向，这就是一件很麻烦的事；但是，有时我们需要的就是负压的时候，这个缺点又会有一种很大的用处。缺点二就是，这种拓扑结构电路的电流脉动值很大，输出滤波不好处理。在实际制作中，我选择了用TI的Buck型降压芯片TPS5430来做开关管以及驱动的部分，更方便控制，简化了电路。还有一个缺点是，这种电路不方便数控，而且没法直接用AD采输出电压。下面这个是我做的一个控制TPS5430反馈的电路。图表 2 LM324做控制电路常见的来解决这个问题的还有另外一种电路，就是把boost电路和buck电路结合起来。但是怎样结合方法有很多种。第一种，直接拼接。比如输入电压时5-12V，输出电压要10V，那么我们就可以使用升压电路将输入电压统一升到13V，然后再使用电压可调节的降压电路来提供输出电压。在做这个方案时，我升压用了TI的TPS61175，输入范围是3-18V，输出范围是3-65V，最大输出电流时3A。降压同样用了TPS5430。图表 3 TPS5430降压电路图表 4 TPS61175升压电路但是这种电路结构最致命的问题就是，效率上不去。因为这种电路对电压做了两级的处理，假设每级的效率都有90%的话，总体的效率也才80%，而且两个开关芯片开关频率不同，彼此之间的开关噪声影响很大。第二种，是升降压选择法。即先判断输入电压，确定输出电压后判断该升还是该降。在电路输入端和DC转换模块之间，使用继电器或场管来做开关，选择电路工作的模式。这种电路容易理解、硬件设计相对比较简单，难在判断控制。另外这种电路存在一个大问题，当要求输入电压和输出电压相同时，这种电路就无能为力了。第三种拼接的方法，则是这几种方案中，我觉得最好的一种方案。先看一下拓扑图：图表 5 双场管升降压电路

基于saber的buck降压电路的设计

前言在实际电力电子装置中，工程人员往往凭经验通过不断更换元器件或改变结构使装置满足一定的动态和静态特性，而通过计算机仿真能方便地完成这种改变，从而缩短产品开发周期，减小研究开发成本。另外，在电力电子课程教学中，单纯地讲解开关元器件和各种变换电路理论，显得枯燥而缺乏生动，计算机辅助分析和设计在电力电子课程教学中显示出了它的强大的优势，通过电路仿真使得课堂教学概念讲解直观化，理论结果可视化。 Saber仿真软件是美国Analogy公司开发的功能强大的电力电子系统仿真软件之一，可用于电子、电力电子、机电一体化、机械、水力、控制等领域的系统设计和仿真。它具有很大的通用模型库和较为精确的具体型号的器件模型，其元件模型库中有4 700多种具体型号的器件模型，500多种通用模型。针对电力电子应用，Saber提供了电源设计的环境— PowerExpress，它支持行为级和元件级的设计。Saber的MAST语言是一种硬件描述语言，运用该语言可以方便地建立用户自身的元件或电路模型，其程序兼容Spice仿真程序。专门为Saber仿真器而设计的SaberSketch提供了友好的用户图形界面，使得仿真非常直观，让使用者易学易用。掌握Saber仿真软件对于研究开发电力电子装置及其控制系统，以及电力电子教学都具有重要的意义。

目录前言 (1) 目录 (2) 1. 基本的Buck 型变换器（开环） (3) 1.1 Buck 变换器基本电路形式 (3) 1.2 各器件参数和指标之间关系的定性分析 (4) 1.3 实验仿真及分析 (4) 2 闭环控制的构成与性能分析 (6) 2.1 差分放大电路 (6) 2.2 功率放大器（PI）模块 (7) 2.3 PWM 块 (8) 3 主电路 (9) 3. 1 主电路参数讨论 (9) 3.1.1 电容对输出电压波形的响 (10) 3.1.2 电感对输出电压波形的影响 (11) 4 结语 (12) 参考文献 (13)