buck电路驱动方法
buck电路拓扑及其工作原理
Buck电路拓扑及其工作原理Buck电路是一种常见的降压转换器，也被称为降压型开关电源。
它可以将一个较高的直流电压转换为一个较低的直流电压，同时保持较高的效率。
Buck电路的拓扑结构是基于一个电感元件和一个开关元件。
下面是Buck电路的基本拓扑图示：```Vin ─────┬───────┐││─┼─┬─────┴─┬──Vo││││││Cin│L││││││─┴─┴───────┼─GND││GND GND```在这个拓扑中，Vin代表输入电压，Vo代表输出电压，Cin代表输入电容，L代表电感，以及GND代表接地。
Buck电路的工作原理如下：1. 开关状态：当开关元件（通常是MOSFET）处于导通状态时，电感L储存能量，并将其传递到输出负载。
2. 关断状态：当开关元件处于关断状态时，电感L通过其自感性产生电压，并将这个能量转移到输出负载。
Buck电路的工作周期可以分为以下几个阶段：1. 导通状态（开关打开）：开关元件处于导通状态时，输入电压Vin通过电感L传递到输出负载。
电感L储存能量，并将其传递到输出电容Cout。
2. 关断状态（开关关闭）：开关元件关闭时，电感L的自感性会产生反向电压，将能量转移到输出电容Cout和负载上。
这个阶段也被称为“放电”阶段。
通过控制开关元件的导通时间和关断时间，可以调节输出电压的大小。
通常使用PWM（脉宽调制）技术来控制开关元件的导通和关断，以实现精确的输出电压调节。
总结起来，Buck电路通过周期性地切换开关元件的状态，将输入电压转换为较低的输出电压。
这种转换过程利用电感和电容储存和传递能量，实现了高效的降压转换。
如何设计BUCK电路的最佳驱动
如何设计BUCK电路的最佳驱动设计BUCK电路的最佳驱动方法需要考虑多个方面，包括输入电压范围、输出电流要求、效率要求、输出电压波动等因素。
下面以一个典型的BUCK电路为例，详细介绍如何设计最佳驱动。
首先，设计BUCK电路的最佳驱动需要确定输入电压范围。
这个范围决定了开关MOSFET的选择以及驱动电路的设计。
一般来说，BUCK电路通常工作在较高的输入电压范围（如12V到36V），因此需要选择能够承受较高电压的MOSFET。
其次，需要确定输出电流要求。
输出电流大小决定了MOSFET的选择以及驱动电路的设计。
通常情况下，BUCK电路的输出电流范围会比较大，因此需要选择带有较低导通电阻的MOSFET，以减小功耗和提高效率。
接下来，需要确定效率要求。
效率是衡量驱动电路性能的重要指标之一、为了提高效率，可以采用一些技术手段，如增加开关频率、添加电感、优化布局等。
此外，还可以选择效率更高的驱动芯片，提高整体的转换效率。
另外，需要考虑输出电压波动。
输出电压波动通常通过负反馈控制实现。
一个典型的控制方法是采用PID控制器，根据输出电压和参考电压之间的差值做出调整。
同时，可以使用电容器来滤波，减小输出电压的波动。
在选择驱动电路时，可以考虑使用专用的BUCK驱动芯片，这些芯片集成了开关MOSFET驱动、电流限制、软启动等功能，减少了外部器件的数量和尺寸。
最后，设计BUCK电路的最佳驱动还需要考虑一些额外的因素，如EMI（电磁干扰）和温度的控制。
为了减小EMI，可以使用滤波器、屏蔽等方法，将电磁辐射控制在允许范围内。
同时，为了保证电路的稳定性，还需要考虑散热问题，选择合适的散热器和温度传感器。
总结起来，设计BUCK电路的最佳驱动需要综合考虑输入电压范围、输出电流要求、效率要求、输出电压波动等因素。
通过选择合适的开关MOSFET、驱动芯片，优化布局和控制策略，可以最大程度地提高BUCK电路的性能和效率。
Buck电路原理分析
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
1、CCM Mode：关键点原件波形见图四
图四
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Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
1、CCM Mode：
开关管Q1导通时，根据KVL定律：
即
通过上述参数定义以及计算，可以得到相关参数的理论值：
参照图八，可以得出仿真结果，
Buck电路原理分析
蓝色：电感电流 红色：电感电压
绿色：开关驱动
棕色：输出电压
图八
Buck电路原理分析
2、CCM模式仿真验证：在上述BCM分析的基础上，得出储能电感的电感量80uH为临界 点，由系统工作在CCM的条件，可以将储能电感电感量设置为120uH,理论计算：
同样，在一个周期进行分析，
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
3、DCM Mode：关键点原件波形见图六
图六
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
3、DCM Mode： 由图六可知，电路系统工作在DCM模式下，需要满足两个条件，一、电感充磁开 始以及消磁结束时流经电感的电流为零；二、电感消磁时间小于开关管关断时
→
, T为工作周期，D为占空比： 为Q管导通时间，所以，
①
伏秒积平衡 即
Buck电路原理分析
一、Buck电路原理图
图一 Buck电路，又称降压电路，其基本特征是DC-DC转换电路，输出 电压低于输入电压。输入电流为脉动的，输出电流为连续的。
Buck电路原理分析
二、Buck电路工作原理
1、基本工作原理分析 当开关管Q1驱动为高电平时，开关管导通，储能电感L1被充磁，流经电感的电流 线性增加，同时给电容C1充电，给负载R1提供能量。等效电路如图二
图二
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Buck电路原理分析
二、Buck电路工作原理
1、基本工作原理分析
当感开 电关 流管 线Q性1减驱少动，为输低出电电平压时靠，输开出关滤管波关电断容，C储L1放能电电以感及L1减通小过的续电流感二电极流管维放持电，，等电
效电路如图三
N
图三
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3、DCM Mode： 由图六可知，电路系统工作在DCM模式下，需要满足两个条件，一、电感充磁开 始以及消磁结束时流经电感的电流为零；二、电感消磁时间小于开关管关断时 间。根据伏秒积平衡有：
同样，在一个周期对电感电流进行分析：
Buck电路原理分析
四、外为参数对系统工作模式的影响：
图六
Buck电路原理分析
四、外为参数与系统工作模式的关系：
参考图六，在一个周期对电感电流进行分析：
即
当Q管导通时
即
来自
Buck电路原理分析
四、外为参数与系统工作模式的关系：
1、如果工作在DCM模式，则令
Buck电路工作原理详解
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Buck电路原理分析
二、Buck电路工作原理
1、基本工作原理分析
当感开电关流管线性Q1减驱少动，为输低出电电平压时靠，输开出关滤管波关电断容，储CL1能放电电感以及L减1通小过的续电流感二电极流管维放持电，，等电
效电路如图三
N
图三
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The future power solutions
BUCK 电路工作原理分
目录:
1. BUCK电路原理图 2. BUCK电路工作原理 3. Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM 4. BUCK电路外围参数与系统工作模式的关系 5. BUCK电路仿真验证
Buck电路原理分析
一、Buck电路原理图
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
1、CCM Mode ：关键点原件波形见图四
图四
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Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
1、CCM Mode ：
开关管 Q1导通时， 根据KVL 定律：
V in
?
0
L ? ?Vin ? V o?TD
2I o
Buck电路原理分析
五、BUCK电路仿真验证：
图七
Buck电路原理分析
上述电路中基本参数设置：
驱动波形： V=14V, f=20KHz,D=50% ；输入电压： Vin=10V dc；储能电感： L=80uH 1、BCM模式仿真验证：根据电路系统工作在 BCM模式下的条件 ,进行理论计算，
L diL dt
? Vo
Buck电路工作原理详解
2I o
3、如果工作在CCM模式，则令ILmin > 0，Td=T(1-D),即
I
L min
TIo TD T
d
V
in
V oTD
2L
0
L V in V oTD
2I o
Buck电路原理分析
五、BUCK电路仿真验证：
图七
Buck电路原理分析
The future power solutions
BUCK电路工作原理分析
目录:
1. BUCK电路原理图 2. BUCK电路工作原理 3. Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM 4. BUCK电路外围参数与系统工作模式的关系 5. BUCK电路仿真验证
- + tuoV 1 R 1 C 1 L 1 D 1 Q niV - +
周期内电流的平均值，参考图四。电流的平均值在数学上的表达式为：
T itdt
I AV 0 T
，即在一个周期内电流函数曲线与时间轴所围成的面积除以周期，
为电流的平均值。参照图四电感电流波形，一个周期内面积为
I I I I I I
S Lmin Lmax T D Lmin T Lmax 1 D Lmin T Lmax
开关管Q1导通时，根据KVL定律：
V
in
L
diL
dt
V
O
0
i V V i V V → 即
L
L
t
in
o
L t
L
in
o
t 为Q管导通时间，所以，t T D, T为工作周期，D为占空比：
buck降压升压电路知识
Buck变换器：也称降丿卡•式变换器，是一种输出电圧小于输入电圧的单管不隔离直流变换器。
图中，Q为开关管，其驱动电丿£一般为PW（Pulse width modulation脉宽调制）信号，信号周期为Ts,则信号频率为f二1/Ts,导通时间为Ton,关断时间为Toff,则周期Ts=Ton+Toff, 占空比Dy二 Ton/TsoBoost变换器：也称升压式变换器，是一种输出电圧高于输入电圧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=l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DCH两种工作方式Buck/Boost变换器：也称升降圧式变换器，是一种输出电汗既可低于也可高于输入电圧的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输入电圧相反。
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。
VoVoT Buck/Boost变换器也有CCM和DCM两种1：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圧差②非常小的内部损耗③很小的温度漂移④很髙的输出电圧稳定度⑤很好的负载和线性调整率⑥很宽的11作温度范圉⑦较宽的输入电圧范圉⑧外围电路非常简单，使用起來极为方便DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电汗，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：（DBuck电路一一降圧斩波器，其输岀平均电圧U0小于输入电圧Ui,极性相同。
(2)Boost电路一一升压斩波器，其输出平均电压U0大于输入电压Ui,极性相同。
(3)Buck-Boost电路一一降压或升压斩波器，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电路一一降压或升压斩波器，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。
Buck电路原理分析详解
同样，在一个周期进行分析，
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
3、DCM Mode：关键点原件波形见图六
图六
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
3、DCM Mode： 由图六可知，电路系统工作在DCM模式下，需要满足两个条件，一、电感充磁开 始以及消磁结束时流经电感的电流为零；二、电感消磁时间小于开关管关断时
→
, T为工作周期，D为占空比： 为Q管导通时间，所以，
①
伏秒积平衡 即
开关管Q1关断时，同理根据KVL定律：
忽略二极管 的正向压降，有
②
①＝② ，可以得出：
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
1、CCM Mode：关键点原件波形见图四
图四
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Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式：CCM，BCM，DCM
1、CCM Mode：
开关管Q1导通时，根据KVL定律：
即
五、BUCK电路仿真验证：
图七
Buck电路原理分析
上述电路中基本参数设置：
驱动波形：V=14V, f=20KHz,D=50%；输入电压：Vin=10Vdc；储能电感：L=80uH 1、BCM模式仿真验证：根据电路系统工作在BCM模式下的条件,进行理论计算，
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Buck电源中绝缘栅场效应管的驱动方法
作者：王华彪魏金玲常辉陈亚宁
一、引言
图一所示的单管降压电源，拓扑很简单，但由于MOSFET的源极电位不固定，驱动不是很容易。
本文就斩波电源的不同驱动方式，分别就其电路的复杂性、驱动脉冲质量、价格成本以及工作频率的适应性等方面进行了分析和比较。
二、各种驱动电路分析
1、电平转换直接驱动
当主电路的供电电压不太高时，可插入图二所示的电平转换驱动电路。
这种方法的优点是成本较低，缺点一是当输入电压Vin较高时不易处理好；二是电平移动驱动部分需要电荷泵供电，因此电路比较繁复。
2、光电耦合器隔离驱动
这是一种常用的方法，如图三所示，优点是电路比较成熟，但光耦次级需要隔离电源，由于光耦的速度不是很快，工作频率不能太高，并可能降低电源的瞬态响应速度。
3、变换MOSFET的位置，直接驱动
如图四所示，将MOS管移到供电电源的负端，就可用IC输出的信号直接驱动。
优点是驱动成本低，缺点一是输出地悬浮，抗干扰性差；二是不能直接引进反馈，需要再加光耦隔离传送。
4、变压器直接隔离驱动
图5所示这种直接驱动方法的突出优点是成本最低，但由于变压器只能传递交流信号，因此输出的正负脉冲幅值随占空比而变，只适用于占空比在0.5左右、而且变化不大的情况。
同时由于变压器的负载是MOS管的输入电容，驱动脉冲的前后沿一般不会很理想。
5、有源变压器驱动
用变压器传送信号，次级另加隔离电源和放大电路，如图6所示。
因为变压器只传送信号，因此响应比较快，工作频率可以很高，次级有源，可以输出比较陡峭的脉冲信号。
缺点是要有一路隔离的电源供给。
6、采用新型隔离驱动组件直接驱动
图7示出的是采用KD103(原CMB3)型驱动模块的斩波电路，该驱动组件是北京落木源公司开发出的单管隔离驱动器。
该款驱动器使用变压器隔离，采用分时技术，在输入信号的上升和下降沿传递PWM的信号，在平顶阶段传递能量，因而能够输出陡峭的驱动脉冲。
这种驱动方法的优点是使用方便（在MOSFET功率不大时，只要如图7连接就可以了），驱动脉冲质量好，工作频率高，体积较小，输入电压最高可达1000V，价格也比较便宜。
缺点是工作频率低时要求的变压器体积比较大，同时成本稍高些，但考虑到简化了设计、并降低了装配成本，总成本可能还要低些。
三、结语
下表总结了上面的分析，可以看出，在大多数情况下，采用KD103(原CMB3)专用斩波隔离驱动器是较佳的选择。
电平移位驱动光耦隔离驱
动
MOS管移位
驱动
变压器直
接驱动
有源变压
器驱动
TX-KD模块
驱动
最高工作频率比较高不高，受限
于光耦
高比较高高高。