BUCK_BOOST_BUCK-BOOST电路的原理
(完整版)BUCK和BOOST电路
直流BUCK 和BOOST 斩波电路一、 B UCK 电路降压斩波电路(Buck Chopper)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 。
负载电压的平均值为：式中t on 为V 处于通态的时间，t off 为V 处于断态的时间，T 为开关周期，α为导通占空比，简称占空比或导通比(α=t on /T)。
由此可知，输出到负载的电压平均值U O 最大为U i ，若减小占空比α，则U O 随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。
工作原理为:当在t on 状态时，电源为这个电路供电，并对电感和电容充电，负载电压缓慢上升到电源电压。
当t off 状态时，电源电压为断开状态，系统供电依靠电感和电容的储能供电。
所以是一个递减的电压。
所以系统的这个工作流程为，周期性的电源供电方式，而输出的负载的电源大小取决于周期中的占空比。
(a)电路图 (b)波形图（实验结果 ）图1降压斩波电路的原理图及波形二、 B OOST 电路开关管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 两种工作方式升压斩波电路(Boost Chopper)U i I 1t on =(U O -U i ) I 1t offii on i off on on o aU U TtU t t t U ==+=U GE U D t t tU Ot on t of fT U iVDL C -+-+U EGC R 11U D +-上式中的T/t off ≥1,输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。
工作原理当开关S 在位置a 时，如图2(a)所示电流iL 流过电感线圈L ，电流线性增加，电能以磁能形式储在电感线圈L 中。
Buck-Boost变换器原理
浅谈Buc k/Boost 变换器Buck 变换器原理Buck 变换器又称降压变换器、是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器, 串联开关稳压电源、三端开关型降压稳压器。
1.线路组成图1（a ）所示为由单刀双掷开关S 、电感元件L 和电容C 组成的B u ck 变换器电路图。
图1(b)所示为由以占空比D 工作的晶体管T r 、二极管D 1、电感L 、电容C 组成的Buck 变换器电路图。
电路完成把直流电压V s 转换成直流电压V o 的功能。
图１ Buck 变换器电路2.工作原理当开关S 在位置a 时，有图2 (a)所示的电流流过电感线圈L ，电流线性增加，在负载R 上流过电流I o ，两端输出电压V o ，极性上正下负。
当i s >I o 时，电容在充电状态。
这时二极管D 1承受反向电压；经时间D1T s 后（，ton 为S 在a 位时间，T s 是周期），当开关S 在b 位时，如图2（b ）所示，由于线圈L 中的磁场将改变线圈L 两端的电压极性，以保持其电流iL 不变。
负载R 两端电压仍是上正下负。
在i L <I o 时，电容处在放电状态，有利于维持I o 、V o 不变。
这时二极管D 1，承受正向偏压为电流i L 构成通路，故称D1为续流二极管。
由于变换器输出电压V o 小于电源电压V s ，故称它为降压变换器。
工作中输入电流is ，在开关闭合时，i s >0，开关打开时，i s =0，故is 是脉动的，但输出电流I o ，在L 、D 1、C 作用下却是连续的，平稳的。
图２ Buck 变换器电路工作过程Boost 变换器Boost 变换器又称为升压变换器、是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器,并联开关电路、三端开关型升压稳压器。
三大基本变换器公式详细推导过程
BUCK,BOOST,BUCK-BOOST公式详细的推导(ZVSZCS)首先要讲到电容的基本公式：电容器上所储存的电荷与施加于电容器上的电压成正比，有：q=CvC为比例常数，称为电容器的电容（capacitance）,单位法拉（farad,F）,电荷运动产生电流，用数学表示为i=dq/dt电流的单位为安培。
对q=Cv两边取微分得：i=Cdv/dt根据对偶原理得：v=Ldi/dt对于给定的时间增量或减量（v,i为常量，对于恒定的全部更改为大写的V,I）基本概念：对于一般方波功率变换，总有在开关导通器件施加一个恒定电压（Von）,而在关断器件自动得到另一个恒定电压（极性相反，幅值为Voff）,这将形成分段线性电流.其幅值为上面对偶的到的公式电流取一个变化量得：Von=L*△Ion/ton推导出△Ion=Von*ton/LVoff=L*△Ioff/toff推导出△Ioff=Voff*toff/L整体电流和电压波形可以重复，电路才工作于稳态。
（关键概念）即：开通和关闭期间电流的变化量必须相等（△Ion=△Ioff）即可得伏秒法则：Von*ton=Voff*toff以下的公式推导只针对于CCM变换器首先要几个基本公式:f为开关频率周期为T同时有T=1/f ton+toff=TD为占空比定义为ton/T即ton=D*TToff=T-ton=T-D*T=T*(1-D)BUCK变化器的基本原理图：Q导通时，不记其管压降，L上的电压为Vin-Vout记为电感电压VonQ关闭是，D导通，忽略二极管压降，即二极管对地是等电位的，L两端的电压为Vout，记为电感电压Voff，这时电压与输出电压同一极性。
根据伏秒定律：Von*ton=Voff*toff其中：Von=Vin-VoutVoff=Voutton=D*TToff=T*(1-D)代入上式得：（Vin-Vout）*D*T=Vout*T*(1-D)（Vin-Vout）*D=Vout*(1-D)（Vin-Vout）/Vout=(1-D)/D（Vin-Vout）/Vout+1=(1-D)/D+1通分得：（Vin-Vout+Vout）/Vout={(1-D)+D}/DVin/Vout=1/DD=Vout/VinBOOST基本原理图：Q导通时，不记其管压降，即Q对地是等电位的,L上的电压为Vin，记为电感电压Von Q关闭时，忽略D的压降，这时就一个节点就有Vin+Voff=Vout即Voff=Vout-Vin根据伏秒定律：Von*ton=Voff*toff其中：Von=VinVoff=Vout-Vinton=D*TToff=T*(1-D)代入上式得：Vin*D*T=（Vout-Vin）*T*(1-D)Vin*D=（Vout-Vin）*(1-D)Vin/（Vout-Vin）=(1-D)/DVin/（Vout-Vin）+1=(1-D)/D+1通分得：{Vin+Vout-Vin}/（Vout-Vin）={(1-D)+D}/DD=(Vout-Vin)/VoutBUCK-BOOST变换器基本原理：Q导通时，不记其管压降，同一个节点,L上的电压为Vin，记为电感电压VonQ关闭时，忽略D的压降，电感电压即输出电压，记为Voff=Vout，但是要注意这个电压于输入电压极性相反。
BUCK-BOOST电路工作过程分析及说明
BUCK-BOOST电路工作过程分析及说明一、直流斩波电路的基本原理Buck/Boost变换器是输出电压可低于或高于输入电压的一种单管直流变换器，其电路如图4.8。
与Buck和Boost电路不同的是，电感L f在中间，不在输出端也不在输入端，且输出电压极性与输入电压相反。
开关管也采用PWM控制方式。
Buck/Boost变换器也有电感电流连续和断续两种工作方式，此处以电感电流在连续状态下的工作模式。
图4.8是电感电流连续时的主要波形。
图4.10是Buck/Boost变换器在不同工作模态下的等效电路图。
电感电流连续工作时，有两种工作模态，图4.11(a)的开关管Q导通时的工作模态，图(b)是开关管Q关断、D续流时的工作模态。
V o图4.9电路ArrayVi LFi Qi DV图4.10感电流连续工作波形V oV o(a) Q 导通 (b) Q 关断，D 续流图5.11 Buck/Boost 不同开关模态下等效电路二、电感电流连续工作原理和基本关系电感电流连续工作时，Buck/Boost 变换器有开关管Q 导通和开关管Q 关断两种工作模态。
1.在开关模态1[0~t on ]：t=0时，Q 导通，电源电压V in 加载电感L f 上，电感电流线性增长，二极管D 戒指，负载电流由电容C f 提供：f L fin di L V dt=(2-1)oo LDV I R =(2-2)ofo dV C I dt= (2-3)t=t on 时，电感电流增加到最大值max L i ，Q 关断。
在Q 导通期间电感电流增加量f L i ∆f inL y fV i D T L ∆=⋅ (2-4)2.在开关模态2[t on ~ T]:t=t on 时，Q 关断，D 续流，电感L f 贮能转为负载功率并给电容C f 充电，f L i 在输出电压Vo 作用下下降：f L fo di L V dt=(2-5)f o o oL fo f LDdV dV V i C I C dt dt R =+=+ (2-6)t=T 时，f L i 见到最小值min L i ，在t on ~ T 期间f L i 减小量f L i ∆为：(1)f o o L off y f fV Vi t D T L L ∆=⋅=- (2-7)此后，Q 又导通，转入下一工作周期。
开关电源三大拓扑
开关电源三大基本拓扑1、摘要开关电源已经深入到国民经济的各个行业当中，设计师或是自行设计电源或是购买电源模块，但是这些电源都离不开电源的各种电路拓扑。
本文先介绍了开关电源的三大基础拓扑：Buck、Boost、Buck-Boost，并就这三者拓扑之间进行了简单地组合，得到了非常巧妙的电路，例如：正负输出电源、双向电源等，能够满足诸如运放供电、电池充放电等某些特殊的需求。
2、开关电源基础拓扑开关电源三大基础拓扑为：Buck、Boost、Buck-Boost，大部分开关电源都是采用这几种基础拓扑或者其对应的隔离方式，下面以电感连续模式进行简单介绍。
2.1Buck降压型Buck降压型电路拓扑，有时又称为Step-down电路，其典型的电路结构如下图1所示：Buck电路的工作原理为：当PWM驱动高电平使得NMOS管T导通的时候，忽略MOS管的导通压降，等效如图2，电感电流呈线性上升，MOS导通时电感正向伏秒为：当PWM驱动低电平的时候，MOS管截止，电感电流不能突变，经过续流二极管形成回路（忽略二极管电压），给输出负载供电，此时电感电流下降，如下图3所示，MOS截止时电感反向伏秒为：D为占空比，02.2Boost升压型Boost升压型电路拓扑，有时又称为step-up电路，其典型的电路结构如下图4所示：同样地，根据Buck电路的分析方式，Boost电路的工作原理为：2.3Buck-Boost极性反转升降压型Buck-Boost电路拓扑，有时又称为Inverting，其典型的电路结构如下图5所示：同样地，根据Buck电路的分析方式，Buck-Boost电路的工作原理为：3、Buck与Buck-Boost组合金升阳K78系列的产品采用了Buck降压型的电路结构进行设计，是LM78XX系列三端线性稳压器的理想替代品，效率最高可达96%，不需要额外增加散热片，同时还兼有短路保护和过热保护，值得说明的是它能够完美支持负输出。
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。
恒流源同步buck原理
恒流源同步buck原理恒流源同步Buck（Boost）是一种用于直流至直流（DC-DC）转换的电路拓扑结构，通常用于调节电压或电流。
在这种拓扑中，恒流源（Constant Current Source）被用作一个关键的部件，它能够提供稳定的输出电流，从而实现对负载的恒流输出。
原理：1.恒流源：恒流源是一个电路元件，它能够提供一个恒定的电流输出，不受负载变化的影响。
在Buck（Boost）转换器中，恒流源通常是通过使用反馈回路来实现的。
反馈回路会监测输出电流，并通过调节开关器件（例如MOSFET）的工作周期来保持输出电流恒定。
2.同步 Buck（Boost）拓扑：在这种拓扑中，一般会有两个开关器件（通常是MOSFET）——主开关和同步开关。
主开关用于控制能量的传输，同步开关则用于辅助调节电压。
这两个开关交替地打开和关闭，从而控制能量的传输和电压的调节。
3.工作原理：①Step-Down（Buck）模式：当主开关打开时，电流通过电感器件，能量储存在电感中。
当主开关关闭时，电感中的储能被释放，但此时二极管将导通，以便电流继续流向负载。
通过控制主开关的开关周期和占空比，可以控制输出电压。
②Step-Up（Boost）模式：在这种情况下，电流通过电感储存能量，但主开关关闭时，能量被释放到输出端。
同步开关此时闭合，允许电流流向负载。
通过控制主开关和同步开关的工作周期和占空比，可以控制输出电压。
4.控制策略：控制策略通常是通过PWM（脉冲宽度调制）来实现的。
PWM控制会根据输出电压（或电流）与期望值之间的差异，调节主开关和同步开关的工作周期和占空比，以使输出稳定在期望值附近。
优势和应用：1.高效率：由于恒流源能够保持输出电流恒定，因此Buck（Boost）转换器通常具有高效率。
2.稳定性：恒流源的存在使得Buck（Boost）转换器对于负载变化具有较强的稳定性。
3.适用范围广：由于其高效率和稳定性，Buck（Boost）转换器广泛应用于电源管理领域，例如电动汽车、太阳能充电器、便携式电子设备等。
BUCK-BOOST电路(电压反馈)原理图及应用分析
BUCK-BOOST电路（电压反馈）原理图及应用分析这个电路我调试了三天才调出一点眉目来，起初我以为是在光耦那里出了问题，反复修改那部分电路，只是在空载的情况下可以，一加100欧以内的功率负载，输入直流稳压电源就稳流了，怎么改都不行。
加跟随，换成ISO124隔离都不能带负载，最后来了个绝的，把自己绕制的1mH的小功率电感换成500uH/6A 的大功率电感之后，带负载就不稳流了。
1~3A负载电流都可以实现。
我总结了一下开关电源调试技巧：1、输出反馈电压与比较参考电压是否合理？2、栅源之间PWM是否正常，有无？占空比是否正确（是升压还是降压？）？开关频率是否设置合理（这关系到开关损耗和输出纹波电压）？3、UC3525供电电压是否在正常范围？共“地”问题是否处理好？4、电感（磁芯、通过电感的电流I、电感感值L、开关频率f）。
这些都是在平时调试开关电源电路时所必须注意的地方，当然可能有些地方没有顾及到。
总结：1．SG3525的PI调节部分确实很关键，这个部分没做好，题目中什么指标都免谈，本次使用204的可调电阻和105串联，最后在与682的瓷片电容并联。
2．开关管的DS之间并联一个电容作为吸收电路，此电容不宜过大（如474的电容），否则会导致开关管发热严重，主干电路的输入电流无谓的增加了几十mA，一般可选择100-470之间的值（一般情况下），也可以与一个小电阻（10-100）串联3．SG3525的10脚，可以接一个2K的电阻到地，亦可以用来作为一个电流反馈端，用作保护作用。
（类似于UC3842的电流反馈的功能）（如果用直流电源作为输入的，而且容易恒流的话，可用此法）4．纹波测试技巧：示波器探头夹在电容两端，越近越好，这样测试纹波则相当小。
5．电压跟随电路（暂对于直流）的性能分析：OPA277 OP07 NE5532/NE5534效果依次递减。
原因：输入失调电压，输入失调电流，以及输入失调电压温漂，输入失调电流温漂越小，跟随性能越好。
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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<D<1。
该文章转自手机设计天下网
原文地址：/bbs/dispbbs.asp?boardID=23&ID=1558
开关性稳压电源的效率很高，但输出纹波电压较高，噪声较大，电压调整率等性能也较差，特别是对模拟电路供电时，将产生较大的影响。
因开关电源工作效率高，一般可达到80％以上，故在其输出电流的选择上，应准确测量或计算用电设备的最大吸收电流，以使被选用的开关电源具有高的性能价格比，通常输出计算公式为：
Is=KIf
式中：Is—开关电源的额定输出电流；
If—用电设备的最大吸收电流；
K—裕量系数，一般取1.5～1.8；
电容式开关电源
它们能使输入电压升高或降低，也可以用于产生负电压。
其内部的FET开关阵列以一定方式控制快速电容器的充电和放电，从而使输入电压以一定因数(0.5,2或3)倍增或降低，从而得到所需要的输出电压。
这种特别的调制过程可以保证高达80％的效率，而且只需外接陶瓷电容。
由于电路是开关工作的，电荷泵结构也会产生一定的输出纹波和EMI(电磁干扰)
首先贮存能量，然后以受控方式释放能量，以获得所需的输出电压。
图2
图3
比较内容普通线性稳压
器LDO 电荷泵电感式DC-DC
Buck Boost Buck-B
oost
效率低中中到高高高高输出电流中小低大大大设计难度低低中高高高热量管理差中好最好最好最好需要储能元件不需要不需要不需要需要需要需要噪声大最小小大大大成本低低中高高高
局限性不能升压不能升
压无不能升
压
不能降
压
无
比较内容普通线性稳压
器LDO 电荷泵电感式DC-DC
Buck Boost Buck-B
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效率低中中到高高高高输出电流中小低大大大设计难度低低中高高高热量管理差中好最好最好最好需要储能元件不需要不需要不需要需要需要需要噪声大最小小大大大成本低低中高高高
局限性不能升压不能升
压无不能升
压
不能降
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