BUCK开关电源的应用
Buck DC／DC变换器在星载开关电源中的应用
２ ２ ３ ＲＣＣ 启 动 电 路 【 ． ．
器输入输出不隔离 ，放在 回线上 的 Ｍ Ｓ Ｅ Ｏ Ｆ Ｔ管相 当于漏、 源极短路 ， 未能起到抑制浪涌 电流的作用 。
Ｖ ， ． 的 开 启 电压 为 ４３Ｖ，在 ７Ｖ 以 上 时 达 Ｑ栅 源 ． 到 全 导 通 状 态 。栅 一 电压 由 Ｒ Ｃ启 动 电路 ８Ｖ 源 Ｃ
最 低 输 入 电压 下 三 极 管 基 极 电压 ： 计 算 可 ６Ｖ， 得 ⅣＢ１．， １ 。 ＝ ７４ 取 ８匝 表 １为 输 出 １带 ３ ０ｍＡ负 载 。 出 ２带 ２ｍ 输 Ａ 负 载 时 ， 际实 验 验 证 的数据 。 实
表 ｌ 实 际 实 验 验 证 数 据
输出功 率 ； 为 导通 时间 。
经计算可得 。１ Ｈ。初级绕组匝数为 ： ＝．ｍ ６
厂 一
Ⅳ ｌ０ ／ ｐ ｏ ＝０ 、
（ ２ ）
该 电路 是 由差 、共 模 电感 和 电容 器 组 成 的低 通 滤 波 电路 。 许 低 频 的 脉 冲 电 流 流 过 ， 频 率 允 对
Ａｐ ｆ ａ ｉ ｎ ｏ ｃ ｐ ｃ ｔｏ ｆａ Ｂｕ ｋ ＤＣ／ ｉ ＤＣ ｎ ｅ ｔｒ ｉ ．ａｅｌ ｅ ＤＣ／ ｏ ｒ Ｃｏ ｖ ｒ ｅ ｎ ０ｎ ｓ ｔｌ ｔ ｉ ＤＣ Ｐ ｗｅ
Ｚ Ａ Ｇ Ｑａ ，ＷＡ Ｇ Ｗｅ— ｏ ＬＵ Ｋ －ｈｎ ，Ｃ Ｅ ｕ—ａｇ Ｈ Ｎ ｉｎ Ｎ ｉ ｕ ， Ｉ ｅｃｅｇ Ｈ Ｎ Ｘ ｅｋｎ ｇ
输入端有滤波 电容 。在开机加电瞬间 由于滤波 电 容 的充 电， 会有很大 的瞬 时输入充 电浪涌 电流 。 输 入浪涌电流抑制 电路是针对解 决输入滤波 电容 充 电浪 涌 电流而 设 计 的 ， 电路 原 理 如 图 １ 示 。 所
buck和boost电路的区别
buck和boost电路的区别
BUCK电路和BOOST电路是两种不同类型的开关电源电路，它们的主要区别在于输出电压与输入电压的极性关系以及应用场景。
1.输出电压与输入电压的极性关系：
•BUCK电路是一种降压电路，其输出电压的极性与输入电压相同。
这意味着当输入电压为正时，输出电压也为正；当输入电压为负时，输出电压也为负。
•BOOST电路则是一种升压电路，其输出电压的极性与输入电压也相同。
这意味着无论输入电压为正还是负，输出电压的极性都与输入电压保持一致。
2.应用场景：
•BUCK电路通常用于需要将电源电压降低到适合设备工作的电压的情况。
例如，当设备的额定电压较低，而电源电压较高时，可以使用BUCK电路来降低电源电压，以满足设备的工作需求。
•BOOST电路则常用于需要将电源电压升高到高于输入电压的情况。
例如，在某些应用中，可能需要将低电压升高到更高的电压水平，以满足特定设备或系统的需求。
总之，BUCK电路和BOOST电路的主要区别在于输出电压与输入电压的极性关系以及应用场景。
在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的电路类型。
buck电路简单原理
buck电路简单原理
Buck电路是一种常见的降压转换器，用于将高电压转换为较低的电压。
它是
一种开关电源，通过不断切换开关以控制电流和电压来完成降压操作。
Buck电路的基本原理是利用开关管（通常为MOSFET晶体管）和电感器组成
一个电压调节器。
当开关管关闭时，电流通过电感器，形成一个磁场能量储存器。
当开关管打开时，电感器释放储存的能量，通过输入电压向负载提供较低的电压。
具体工作原理如下：当开关管处于导通状态时，电感器充电，负载电流开始增加。
而当开关管关闭时，电感器上的存储能量将释放到负载上。
这样，周期性地开关和关闭开关管，就能实现对输出电压的调整和稳定。
Buck电路的主要优点之一是效率高，能够提供相对较高的输出功率。
此外，Buck电路具有较小的体积和重量，适用于多种应用场景，如电源适配器、电池充
电器等。
值得注意的是，Buck电路中还包括输出电容器和滤波器，用于减小输出电压
的波动和噪声。
这些元件的合理选择和设计，可以进一步提高电路的性能和稳定性。
总之，Buck电路是一种常用的降压转换器，通过周期性地开关和关闭来实现
对输入电压的降低和稳定输出。
其简单的原理和高效率使其在很多电子设备中得到广泛应用。
BUCK_BOOST电路原理分析
BUCK_BOOST电路原理分析BUCK-BOOST电路是一种常用的电源变换电路，可以将输入电压转换为更高或更低的输出电压。
它是基于开关电源工作原理的一种变换电路，通过控制开关管的导通和断开，来实现电源电压的变换和稳定输出。
BUCK-BOOST电路的基本原理如下：1.电感的作用：BUCK-BOOST电路中，电感起到存储能量的作用。
当开关管导通时，电感充电，存储电能；当开关管断开时，电感放电，释放电能。
通过电感的存储和释放，可以使得输出电压保持平稳。
2.开关管控制：BUCK-BOOST电路中的开关管通常为MOSFET管或BJT 管。
通过控制开关管的导通和断开，可以控制电感充电和放电的时间。
当开关管导通时，电感充电，输出电压增大；当开关管断开时，电感放电，输出电压降低。
3.反馈控制：BUCK-BOOST电路通常会添加反馈控制回路来实现电压的稳定输出。
在反馈控制回路中，通过采样电路获取输出电压信号，并与参考电压进行比较，得到误差信号。
然后通过控制开关管的导通和断开，来调整输出电压，使得误差信号逐渐趋近于零，实现稳定输出。
4.脉宽调制（PWM）控制：BUCK-BOOST电路通常使用脉宽调制控制方法来实现开关管的控制。
脉宽调制就是根据误差信号改变开关管的导通时间，使得开关管导通时间与断开时间按照一定规律改变，从而实现稳定的输出电压。
5.滤波电容的作用：BUCK-BOOST电路中，通常会添加滤波电容，用于平滑输出电压。
滤波电容能够吸收电感放电过程中的脉动，并保持输出电压的稳定性。
总的来说，BUCK-BOOST电路是通过控制开关管的导通和断开来实现电压的变换和稳定输出的。
通过电感的存储和释放能量、反馈控制回路、脉宽调制控制和滤波电容的作用，可以实现输入电压到输出电压的变换，并保持输出电压的稳定性。
BUCK-BOOST电路在电源设计中具有广泛的应用，可满足不同电压要求的设备需求。
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。
开关电源拓扑之BUCK电路详解
Buck电路原理
上式中，对于Lc和D1 为固定值时，降压变换器的电流连续与否是由R = Vo/Io 值确定的。当R的欧姆值增大时，工作状态将从连续转化为不连续。另一方面 ，如果R和DTs 是固定的，则电感器的L<Lc 时，其工作状态由连续转化为不连 续。当Fs增大时，则保持开关变换器的连续状态工作的Lc降低。 从上图14、图15中可看到输入电流is是脉动的，与降压变换器的连续与否工作 状态无关。这个脉动电流，在实际应用中应受到限制，以免影响其他电器正常 工作。通常，电源Vs 和变换器的输入端之间会加上一些输入滤波器，这种滤 波器必须在开关变换器设计的早期阶段和建立模型过程就要预先进行考虑。否 则，在开关变换器与输入滤波器连接时，可能会引起意外的自激振荡。
+-
D
+
S
L2 C2
R
-
图6:Sepic
S
D
T
L
+
C
R
-
图8:单端反激变换器
开关电源拓扑概述
S1
D1
L
T
S2
D2
+
C
R
-
图9:推挽变换器
D1
L
C1
S1
T
D2
C2
S2
+
C3
R
-
D1
L
S1 S2
T
C
D2 S3 S4
图10:半桥变换器
+
R
-
图11:全桥变换器
之 开关电源拓扑介绍
Buck电路原理
Buck电路原理 Buck变换器又称降压变换器、串联开关稳压电源、三端开关型降压稳 压器。
源的主要组成部分是开关型DC_DC变换器，它是整个变换的核心。
芯片内的buck电路
芯片内的buck电路芯片内的Buck电路一、引言芯片是现代电子设备中不可或缺的组成部分，而Buck电路是芯片内一种常见的电源管理电路。
本文将对Buck电路进行介绍，包括其原理、工作方式以及应用领域等方面的内容。
二、Buck电路原理Buck电路是一种降压型的开关电源电路，通过改变开关管的导通时间来实现对输入电压的降压。
其基本原理是利用了电感元件的储能和释能特性，通过周期性的开关动作将输入电压切割成一系列脉冲，再经过滤波电路得到稳定的输出电压。
三、Buck电路工作方式Buck电路的工作方式可以分为两个阶段：导通状态和截止状态。
1. 导通状态：当开关管处于导通状态时，电感储存能量，此时输入电压施加在电感上，电流开始增大。
同时，输出电容开始向负载释放能量，以保持输出电压稳定。
在此阶段，开关管的导通时间由控制信号控制，一般为固定的时间。
2. 截止状态：当开关管处于截止状态时，电感开始释放能量，此时电感上的电流减小，同时输出电容开始储存能量以维持输出电压的稳定。
在此阶段，开关管的截止时间由控制信号控制，一般为固定的时间。
通过周期性的导通和截止状态的切换，Buck电路能够实现对输入电压的降压，并稳定输出所需的电压。
四、Buck电路应用领域Buck电路由于其降压功能和高效率的特点，在各种电子设备中得到广泛应用。
1. 手机和平板电脑：在移动通信设备中，Buck电路用于将电池供电的高压转换为各个模块所需的低压，如CPU、射频芯片等。
2. 电视和显示器：Buck电路用于将输入电压转换为显示屏所需的低压，以供电源电路和背光模块使用。
3. 汽车电子：Buck电路在汽车电子中广泛应用，例如将汽车电池的高压转换为各个电子模块所需的低压，如汽车音响、导航系统等。
4. 工业控制和通信设备：Buck电路用于工业控制和通信设备中的电源管理，以提供稳定的低压电源。
五、总结Buck电路是芯片内常见的电源管理电路，通过降压的方式将输入电压转换为输出电压。
buck电路上下桥mos波形
buck电路上下桥mos波形（原创实用版）目录1.Buck 电路简介2.上下桥 MOS 波形概述3.Buck 电路中上下桥 MOS 波形的特点4.Buck 电路中上下桥 MOS 波形的应用正文一、Buck 电路简介Buck 电路，又称降压型开关电源电路，是一种基于开关管工作原理的直流 - 直流转换器。
其主要特点是高效率、低输出电压纹波和较小的体积。
Buck 电路广泛应用于各种电子设备，如计算机、通信设备、工业控制等领域。
二、上下桥 MOS 波形概述在 Buck 电路中，上下桥 MOS 波形是指开关管（MOSFET）在开关状态下的波形。
上桥 MOSFET 负责控制输入电压的正半周期，下桥 MOSFET 负责控制输入电压的负半周期。
上下桥 MOS 波形是分析和设计 Buck 电路的关键，因为它们直接影响到电路的工作性能和输出电压的纹波。
三、Buck 电路中上下桥 MOS 波形的特点1.上桥 MOSFET 的波形特点在正半周期，上桥 MOSFET 导通，使得输入电压加在电感上，电感开始储存能量。
此时，上桥 MOSFET 的波形应为矩形波，且上升沿和下降沿应尽量陡峭，以减小开关损耗。
2.下桥 MOSFET 的波形特点在负半周期，下桥 MOSFET 导通，电感上的能量通过输出电容释放到负载。
此时，下桥 MOSFET 的波形也应为矩形波，且上升沿和下降沿同样应尽量陡峭，以减小开关损耗。
四、Buck 电路中上下桥 MOS 波形的应用分析和优化上下桥 MOS 波形对于提高 Buck 电路的工作性能具有重要意义。
通过调整开关频率、电感值、电容值等参数，可以实现上下桥 MOS 波形的优化，从而降低输出电压的纹波、提高电路的效率和稳定性。
在实际应用中，工程师需要根据具体需求，对上下桥 MOS 波形进行合理设计和调整。
总之，Buck 电路中的上下桥 MOS 波形是分析和设计电路的关键因素。
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目录第1章课题背景 (1)1.1 BUCK电路的工作原理 (1)1.2 BUCK开关电源的应用 (1)第2章课题设计要求 (1)第3章课题设计方案 (1)3.1 参数 (1)3.2 系统的组成 (2)3.3 主电路部分的设计 (2)3.3.1 滤波电感的计算 (3)3.3.2 滤波电容的计算 (3)3.4 开环系统的分析 (3)3.4.1 开环原始传递函数的计算 (3)3.4.2 开环原始传递函数的伯德图和相角裕量的分析图 (4)3.5 闭环系统的设计 (4)3.6 双极点双零点补偿控制器的设计 (5)3.6.1 补偿网络电路的原理分析 (5)3.6.2 补偿器伯德图 (7)3.6.3 加入补偿器后系统伯德图分析 (8)3.7 闭环系统的仿真 (9)3.7.1 电路模块的添加 (9)3.7.2 仿真电路参数的设置 (9)3.7.3 仿真结果 (10)第4章总结心得 (10)第5章参考文献 (11)第6章附录 (11)第1章课题背景1.1 BUCK电路的工作原理BUCK开关电源功能是将电能质量较差的原生态电源，转换成满足设备要求的质量较高的直流电压。
1.2 BUCK开关电源的应用开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED灯袋，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。
它巨大的作用决定了对它研究的意义。
第2章课题设计要求1.根据设计要求计算滤波电感和滤波电容的参数值，完成开关电路的设计2.根据设计步骤和公式，设计双极点-双零点补偿网络，完成闭环系统的设计3.采用MATLAB中simulink中simpowersystems模型库搭建开环闭环降压式变换器的仿真模型4.观察并记录系统在额定负载以及突加、突卸80%额定负载时的输出电压和负载电流的波形第3章课题设计方案3.1 参数图3-1 Buck变换器主电路图1、 输入直流电压(VIN)：32V 。
2、 输出电压(VO)：18V 。
3、 负载电阻：3Ω 。
4、 输出电压纹波峰-峰值Vpp ≤50mV ，电感电流脉动：输出电流的10%。
5、开关频率(fs)：80kHz 。
6、BUCK 主电路二极管的通态压降VD=0.5V ，电感中的电阻压降VL=0.1V ，开关管导通压降VON=0.5V,滤波电容C 与电解电容RC 的乘积为75F u *Ω。
7、采用压控开关S2实现80%的额定负载的突加、突卸，负载突加突卸的脉冲信号幅值为1，周期为0.012S ，占空比为2%，相位延迟0.006S 。
当s 导通时有：t i on ll o in d d L V V V V +++= （ont iL t Id d ∆=） （1） 当s 关断时有：D ll o offV V V t IL++=∆ （2） t 与s f 的关系：soff on f t t 1=+ （3）3.2 系统的组成整个BUCK 电路包括Gc(S)为补偿器，Gm （S ）PWM 控制器，Gvd （S ）开环传递函数和H(S) 反馈网络。
采样电压与参考电压Vref 比较产生的偏差通过补偿器校正后来调节PWM 控制器的波形的占空比，当占空比发生变化时，输出电压Uo 做成相应调整来消除偏差。
系统传函框图：3-2。
图3-2 系统传函框图3.3 主电路部分的设计3.3.1 滤波电感的计算由公式Lrrc I V R ∆=，其中N L I I 1.0=∆ （4） RV I oN =，其中v V o 18=，R=3Ω （5） F u R C c Ω•=•75 （6）设计要求中mv V rr 50=，求得Ω=121c R ，F C 4^10*9-=。
3.3.2 滤波电容的计算由前面的公式（1），（2），（3）及一些参数v V IN 32=，v V O 18=，v V L 5.0=，v V On 5.0=，v V D 5.0=。
算得：s t on 6^10*27.7-=，s t off 6^10*23.5-=，H L 4^10*62.1-=。
3.4 开环系统的分析3.4.1 开环原始传递函数的计算采用小信号模型分析方法可得Buck 变换器原始回路增益函数G O (s)为：（7）其中ref m V V =，yx y o refr R R R V V +=*（8）其中x R ，y R 是分压电阻，它们的取值是不固定的，但是他们的单位要是ΩK 级的，这样整个电路的误差会小。
此次设计18=y x R R ，它们的单位是ΩK 。
yx y R R R s H +=)( （9）将数据代入公式（7），得4^1094^1062.134^1062.11)12110*91(321821)(20-⨯*-*⨯+-⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=s s s s G=15^104.57^10458.178.14^1033.12+-⨯+-⨯+-⨯s s s3.4.2 开环原始传递函数的伯德图和相角裕量的分析图将)(0s G 的表达式输入到MATLAB 软件中，可以得到如图3-3所示的伯德图，由图可知m P =25.6deg 。
相角裕度过低。
需要添加有源超前滞后补偿网络校正。
图3-3 开环原始传递函数的伯德图3.5 闭环系统的设计图3-4 闭环系统结构框图图3-4中包含输入电源，滤波电感，滤波电容，负载，脉冲信号，续流二极管，参考电压以及一些传递函数。
3.6 双极点双零点补偿控制器的设计3.6.1 补偿网络电路的原理分析图3-5 有源超前-滞后补偿网络电气图图3-5中的有源超前-滞后补偿网络电路由一些电阻和电容的串并联组成，通过数电与模电的知识可以得到它的传递函数表达式：)(s G c211332*********(1)[1()]()[()](1)(1)c sR C s R R C G s R C C sR C C s sR C C C +++=++++ （10）有源超前-滞后补偿网络有两个零点、三个极点。
Hz LC f p p 51.4164^1094^1062.114.321212,1=-⨯⨯-⨯⨯⨯==π （11）Hz C R f c ZO 67.21314^10912114.32121=-⨯⨯⨯⨯==π （12） Hz f f po Z 38.31251.41675.075.01=⨯== （13） Hz f f po Z 51.4162== （14）Hz f f ZO p 67.21312== （15）kHz f f s p 4028023===（16） 零点为： 38.31221121==C R f Z π （17）51.41621)(21313312=≈+=C R C R R f Z ππ （18）极点为：1p f 为原点33221C R f p π=（19）21212321C C C C R f p +=π（20）频率1z f 与2z f 之间的增益可近似为: 211R AV R =（21） 在频率2p f 与3p f 之间的增益则可近似为：()21322133R R R R AV R R R +=≈+ （22）考虑达到抑制输出开关纹波的目的，增益交接频率取（s f 为开关频率）：165805===s g f f kHz (23) 开环传函()o G s 的极点频率为：Hz LCf p p 51.4164^1094^10624.114.321212,1=-⨯⨯-⨯⨯⨯==π (24)将()c G s 两个零点的频率设计为开环传函()o G s 两个相近极点频率的12，则 Hz f f f p p Z Z 26.20851.41621212,121=⨯=== (25) 将补偿网络()c G s 两个极点设为kHz f f f s p p 8032===,以减小输出的高频开关纹波。
1221)2(R Rf j Gc f f AVg g Z ===π (26)3222)2(R R f j Gc f f AV g gp ===π (27) 根据已知条件使用MATLAB 程序算得校正器Gc （s ）各元件的值如下（程序见附录），取R2=10000欧姆：1AV =1.4259；2AV =548.0150；3R =18.2477；1C =7.6462e-008；3C =1.0902e-007；2C =1.9894e-010；1R =7.0133e+003。
通过公式（10）得出)(s G c ：)(s G c =ss e s e s s e 0005736.0009136.2015122.21001531.0007862.5232+-+-++-3.6.2 补偿器伯德图图3-6 补偿器伯德图3.6.3 加入补偿器后系统伯德图分析图3-7 加入补偿器后系统的伯德图p=152deg,它远远大于未补偿之前的由图可知，在加入补偿器之后的mP=25.6deg，相角裕度增加，达到设计的要求。
m3.7 闭环系统的仿真3.7.1 电路模块的添加在MATLAB软件中，点击Simulink,新建一个.mdl的文件，然后按照仿真电路图向其中添加相应的模块。
本次的课程设计所需的模块大多数都在SimpowerSystem中，如power,Mosfet,L,Relay,Rc,C,Pulse Generator,Ideal Switch,R,Voltage Measurement,Scope,Transport delay,gelding,Transfer Fcn,Saturation,3.7.2 仿真电路参数的设置①输入的直流电压为18V。
②采用压控开关S2实现80%的额定负载的突加、突卸，负载突加突卸的脉冲信号幅值为1，周期为0.012S，占空比为2%，相位延迟0.006S。
③设置仿真时间为0.04s，采用ode23s算法，可变步长。
④设置传输延迟(Transport Delay)的时间延迟(Time Delay)为0.006，积分(Integrator)的饱和度上限(Upper saturation limit)为0.8349，下限为0.832，绝对误差(Absolute tolerance)为0.000001，PWM的载波为80kHz，幅值为14.4V的锯齿波。
3.7.3 仿真结果图3-8 未加干扰仿真图图3-9 加干扰仿真图第4章总结心得通过这次设计，更加深入的理解和掌握了这方面的知识，对本专业的认识也更加深入，在设计过程中，自己也学到了许多新的知识，有很多感悟和体验心得。
本课程设计是在霞老师的亲切关怀与细心指导下完成的。
从课题的选择到最终的完成，老师始终都给予了细心的指导和不懈的支持，让我们获益菲浅，并且将终生受用无穷。