buck降压电路效率损耗
同步整流Buck变换器的损耗分析
同步整流Buck变换器的损耗分析邵静宜【期刊名称】《信息技术》【年(卷),期】2017(000)003【摘要】A synchronous rectification buck converter with low voltage and high current is set as an example to analyze the dissipation of the buck converter more detailedly.Instead of just calculating inductance copper loss,capacitance loss and switching loss traditionally,the dissipationa nalysis in the thesis includes copper loss and iron loss of theinductor,equivalent series resistant loss of the capacitor,switchingloss,conduction loss,cut-off loss,drive loss and body diode loss of the MOSFETs.Consequently,the total power loss and the operating efficiency can be achieved.From the efficiency curve,it is noted that the efficiency rises with the increasing of the output current and tends to be saturated quickly afterwards.In order to create the more efficient buck converter,particularly in the case of low output voltage and high output current,the technology of synchronous rectification can be applied to cut down the conduction voltage drop.Moreover,considering the different proportion of power loss in different parts,the superior components can be put into use,such as the inductor with low resistance,NMOS with low conduction resistance and low rise/fall time,etc.%文中在以往只粗略计算电感损耗、电容损耗及开关损耗的基础上,以一款低电压大电流同步整流降压变换器为例,详细分析了各个元器件上功率损耗,包括电感上的铜损与铁损,电容等效串联电阻的损耗,MOSFET上的开关损耗、导通损耗、截止损耗、驱动损耗、寄生体二极管损耗等,从而得到直流降压变换器的整体损耗与实际效率.从效率曲线可以看出,变换器效率随着输出电流的增加而增加,并很快趋于饱和.而通过损耗分析可知,要降低损耗提高效率,尤其对于低电压大电流输出的降压变换器,不仅可以采用同步整流技术来降低导通压降,还可以根据各损耗所占比重大小选用更优元器件,如低直流电阻的电感,低导通电阻、低上升下降时间的NMOS管等.【总页数】5页(P133-136,140)【作者】邵静宜【作者单位】谢菲尔德大学电子与电气工程学院,英国谢菲尔德S102TN【正文语种】中文【中图分类】TP391;TM133【相关文献】1.同步整流降压变换器功率损耗分析与研究 [J], 龚武威;林国庆;段峻2.基于LTC3879高效同步整流BUCK变换器的设计 [J], 杨帆3.低压大电流同步整流Buck变换器的设计 [J], 邵静宜4.移相双重同步整流Buck变换器的研究与设计 [J], 张德超; 秦建鑫; 杨艳5.基于同步整流技术的Buck变换器研究 [J], 刘东立; 张逸凡; 李欣桐; 刘华宇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
buck降压升压电路知识
(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。
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。
我在网上查到了 BUCK 电路以下的一些驱动方式，现给大家分享一下！
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
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
参数带入：
Ipmax≈22.3393939A Ipmax 取 22.34A
4.输出功率最大（Pmax），当 MOS 管导通时的电感电流 Ion 为： Ion＝（2*Pout-Ip*Vin*η）/(Vin*η) （6） 参数带入：
三电平buck电路
三电平buck电路三电平buck电路是一种常见的DC-DC降压电路，通常用于将高电压转换为低电压。
它采用了三个开关元件，可以实现高效能的降压转换。
在三电平buck电路中，三个开关元件分别被命名为S1、S2和S3。
它们的工作原理是通过周期性地打开和关闭来控制电路的输出电压。
当S1和S2同时关闭时，电感L1中的电流开始增加。
当S1打开并S2关闭时，电感L1中的电流开始减小。
当S3打开时，电容C1开始充电，以供给负载电流。
这样，通过控制S1、S2和S3的开关状态，可以实现对输出电压的调节。
三电平buck电路的主要优点之一是其高效性。
通过合理地控制开关元件的工作状态，可以减小能量的损失，提高整个电路的效率。
此外，三电平buck电路还具有输出电压稳定、响应速度快等优点，使其在电子设备中得到广泛应用。
在实际应用中，三电平buck电路还可以通过加入滤波电感和滤波电容来减小输出电压的纹波。
滤波电感可以通过限制电流的变化率来减小纹波，而滤波电容则可以通过储存并平均化电荷来减小纹波。
这样，可以进一步提高输出电压的稳定性和质量。
三电平buck电路还可以通过调节开关元件的工作频率来实现更精确的输出电压控制。
通过提高工作频率，可以使输出电压更加稳定，响应速度更快。
然而，提高工作频率也会增加开关元件的损耗，因此需要在效率和精确性之间进行权衡。
三电平buck电路是一种高效、稳定且具有快速响应的降压电路。
它通过合理地控制开关元件的工作状态和频率，实现对输出电压的精确调节。
在电子设备中，三电平buck电路被广泛应用于电源管理、电池充电等领域，为设备的稳定运行提供了可靠的支持。
Buck电路的原理分析和参数设计
Buck电路的原理分析和参数设计连续工作状态一Buck工作原理将快速通断的晶体管置于输入与输出之间，通过调节通断比例（占空比）来控制输出直流电压的平均值。
该平均电压由可调宽度的方波脉冲构成，方波脉冲的平均值就是直流输出电压。
Q导通：输入端电源通过开关管Q及电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电。
电感相当于一个恒流源，起传递能量作用电容相当于恒压源，在电路里起到滤波的作用Q闭合:电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路，对负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。
导通时Q的电流闭合时C的电流L的电流和输出电流的关系。
输出电压与输入电压的关系（不考虑损耗）二 buck 的应用Buck 为降压开关电路，具有效率高，体积小，功率密度高的特点1．Buck 的效率Buck 的损耗：1.交流开关损耗 2.管子导通损耗3.电感电容等效电阻损耗Buck 的效率很高，一般可以达到60%以上，2．Buck 的开关频率频率越高，功率密度越大，但也同时带来了开关损耗。
在25~50KHZ 范围内buck 的体积可随频率的增大而减小。
三．参数的设计1．电感的参数电感的选择要满足直到输出最小规定电流时，电感电流也保持连续。
在临界不连续工作状态时 2120I I I -=ON OI T I V V L 20-=' ON I T LV V I I 012-=- 所以L L '≥ L 越大，进入不连续状态时的电流就越小2．电容的参数电容的选择必须满足输出纹波的要求。
电容纹波的产生：1. 电容产生的纹波： 相对很小，可以忽略不计2. 电容等效电感产生的纹波：在300KHZ~500KHZ 以下可以忽略不计3. 电容等效电阻产生的纹波：与esr 和流过电容电流成正比。
为了减小纹波，就要让esr 尽量的小。
不连续工作状态（1）开关管Q 导通，电感电流由零增加到最大（2）开关管Q 关断，二极管D 续流，电感电流从最大降到零； （3）开关管Q 和二极管D 都关断（截止），在此期间电感电流保持为零，负载由输出滤波电容来供电。
降压式变换电路（Buck电路）详解
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。
buckboost升降压开关电路原理
buckboost升降压开关电路原理Buck-Boost升降压开关电路原理一、引言Buck-Boost升降压开关电路是一种常用的电源变换电路，可以将输入电压进行升压或降压，以满足不同电子设备的电源需求。
本文将介绍Buck-Boost升降压开关电路的原理及其工作方式。
二、Buck-Boost升降压开关电路的原理Buck-Boost升降压开关电路是一种非绝缘型直流-直流变换电路，通过开关器件的开关控制，实现输入电压的升压或降压。
其基本原理如下：1. Buck-Boost升降压原理Buck-Boost升降压电路是通过改变开关器件的导通和截止状态，使得输入电压可以在输出端实现升压或降压。
当开关器件导通时，输入电压通过电感储能，使得输出电压升高；当开关器件截止时，电感释放储能，输出电压降低。
通过控制开关器件的导通与截止时间比例，可以实现不同的输出电压。
2. Buck-Boost开关电路的工作周期Buck-Boost升降压开关电路的工作周期分为导通状态和截止状态两个阶段。
在导通状态下，开关器件导通，电感储能；在截止状态下，开关器件截止，电感释放储能。
通过控制开关器件的导通与截止时间比例，可以调节输出电压的大小。
3. Buck-Boost升降压开关电路的控制方法Buck-Boost升降压开关电路可以通过不同的控制方法来实现对输出电压的调节。
常用的控制方法有：(1) 周期控制：通过改变导通与截止时间比例来调节输出电压。
(2) 脉宽调制：通过改变开关器件的导通脉宽来调节输出电压。
(3) 调制比控制：通过改变导通时间与截止时间的比值来调节输出电压。
三、Buck-Boost升降压开关电路的优势Buck-Boost升降压开关电路具有以下优势：1. 宽输入电压范围：Buck-Boost电路可以适应较宽的输入电压范围，适用于不同的电源输入。
2. 高效率：开关器件的导通和截止状态可以实现能量的储存和释放，减小了能量损耗，提高了整体转换效率。
5v传vbuck电路效率
5V到VBuck转换电路的效率取决于多个因素，包括电路的拓扑结构、元件的选择、工作条件和负载要求。
VBuck转换电路是一种降压电源电路，通常用于将较高的输入电压（5V或更高）转换为较低的输出电压（VBuck，通常小于输入电压）。
以下是影响VBuck 电路效率的一些关键因素：
拓扑结构：VBuck电路的拓扑结构可以影响效率。
常见的VBuck拓扑包括降压型和降压-升压型。
每种拓扑都有自己的特点，可能具有不同的效率。
元件选择：VBuck电路中的元件，如电感、开关管、二极管等，对效率有重要影响。
高效的元件可以减少功耗。
工作频率：VBuck电路的工作频率也会影响效率。
通常，高频率转换电路可以更高效地工作，但也会带来一些电磁干扰问题。
控制策略：VBuck电路通常采用PWM（脉冲宽度调制）或者其他控制策略来调整输出电压。
控制策略的设计和实现可以影响效率。
输入电压和输出电流：电路的输入电压和输出电流也是影响效率的因素。
效率通常在额定输入和输出条件下进行评估。
散热和温度：高功率VBuck电路可能需要散热装置，以降低元件温度并提高效率。
负载条件：负载条件也会影响效率。
电路在不同的负载条件下可能会有不同的效率。
一般来说，VBuck电路的效率可以在85%到95%之间，但具体的
效率取决于上述因素的综合影响。
设计VBuck电路时，通常需要进行电路仿真和优化，以确保在实际应用中获得最佳的效率。
buck电路参数计算实例
buck电路参数计算实例Buck电路是一种常见的降压型DC-DC转换器，广泛应用于电源管理系统中。
在设计和计算buck电路时，我们需要考虑各种参数和指标，以确保其正常工作和性能优越。
本文将以一个实际的buck 电路参数计算例子为基础，介绍如何进行参数计算和设计。
1. 输入电压（Vin）和输出电压（Vout）：在这个例子中，我们假设输入电压为12V，输出电压为5V。
这是一个常见的应用场景，如手机充电器或电子设备的电源。
2. 输出电流（Iout）：我们需要根据实际需求确定所需的输出电流。
假设在这个例子中，我们需要一个最大输出电流为2A的buck电路。
3. 电感（L）：电感是buck电路中的重要元件，用于储存和释放能量。
根据设计要求和电路参数，我们可以计算出所需的电感值。
电感值的计算公式为L = (Vin - Vout) * (1 - D) / (f * ΔI)，其中D为占空比，f为开关频率，ΔI为电感电流波动范围。
4. 电容（C）：电容也是buck电路中的重要元件，用于平滑输出电压。
根据设计要求和电路参数，我们可以计算出所需的电容值。
电容值的计算公式为C = ΔI / (8 * f * Vr)，其中ΔI为电感电流波动范围，f为开关频率，Vr为输出电压波动范围。
5. 开关频率（f）：开关频率是buck电路的一个重要参数，它决定了电路的响应速度和效率。
通常，开关频率越高，电路越稳定，但也会增加开关器件的损耗。
在这个例子中，我们假设开关频率为100kHz。
6. 占空比（D）：占空比是buck电路中的一个重要参数，它表示开关管导通时间与周期时间的比值。
占空比的计算公式为D = Vout / Vin。
在这个例子中，我们假设占空比为0.42。
7. 电感电流波动范围（ΔI）：电感电流波动范围是buck电路中的一个重要参数，它表示电感电流的最大和最小值之间的差值。
根据设计要求和电路参数，我们可以计算出所需的电感电流波动范围。
CAD课程设计BUCK降压电路工作原理
CAD课程设计BUCK降压电路工作原理BUCK降压电路是一种常见的直流-直流（DC-DC）转换器，用于将高电压输入转换为较低的输出电压。
在CAD（计算机辅助设计）课程设计中，了解和掌握BUCK降压电路的工作原理是非常重要的。
一、BUCK降压电路的基本原理BUCK降压电路是一种开关电源电路，由一个开关管（通常是一个MOSFET）和一个电感组成。
其基本原理如下：1. 开关管的导通状态：当开关管导通时，电感储存能量，电流从输入电源流过电感，同时输出电压也被电感储存。
2. 开关管的截止状态：当开关管截止时，电感释放储存的能量，电流通过二极管流回电源，同时输出电压也被电感提供。
二、BUCK降压电路的工作步骤BUCK降压电路的工作步骤如下：1. 导通状态：当开关管导通时，电流从输入电源流过电感，同时输出电压也被电感储存。
2. 截止状态：当开关管截止时，电感释放储存的能量，电流通过二极管流回电源，同时输出电压也被电感提供。
三、BUCK降压电路的工作原理详解1. 导通状态：a. 当开关管导通时，电流从输入电源流过电感，电感储存能量。
b. 开关管导通时，输入电压与电感的极性相同，电感的磁场能量逐渐增加。
c. 输出电压由电感提供，同时二极管截止，不参预电流传导。
d. 输出电压的大小取决于导通时间的长度。
2. 截止状态：a. 当开关管截止时，电感释放储存的能量。
b. 开关管截止时，电感的磁场能量逐渐减小，释放能量给输出电路。
c. 电感的磁场能量通过二极管回流到电源，同时输出电压也被电感提供。
d. 输出电压的大小取决于截止时间的长度。
四、BUCK降压电路的优势和应用1. 优势：a. 高效率：BUCK降压电路能够实现高效率的能量转换，减少能量损耗。
b. 稳定性好：BUCK降压电路能够提供稳定的输出电压，适合于对电压要求较高的应用。
c. 尺寸小：BUCK降压电路体积小巧，适合于紧凑空间的设计要求。
2. 应用：a. 电子设备：BUCK降压电路广泛应用于各种电子设备中，如手机、平板电脑、电视等。
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buck降压电路效率损耗
Buck 降压电路是一种基本的降压 DC-DC 转换电路，它的效率损
耗主要包括以下几个方面：
1. 开关损耗：在 Buck 降压电路中，开关管在开关过程中会产生开关损耗，这是由于开关管在导通和截止状态之间转换时，会产生电流
和电压的突变，从而导致能量的损耗。
2. 导通损耗：当开关管导通时，会有一定的导通电阻，从而导致
一定的导通损耗。
3. 电感损耗：Buck 降压电路中的电感也会产生一定的损耗，这是
由于电感中的电流会产生磁场，从而导致能量的损耗。
4. 电容损耗：Buck 降压电路中的电容也会产生一定的损耗，这是
由于电容中的电流会产生电场，从而导致能量的损耗。
5. 其他损耗：除了上述损耗之外，还存在一些其他的损耗，例如
线路损耗、驱动损耗等。
为了提高 Buck 降压电路的效率，可以采取以下措施：
1. 选择低导通电阻的开关管，以降低导通损耗。
2. 选择低损耗的电感和电容，以降低电感损耗和电容损耗。
3. 优化电路设计，例如采用同步 Buck 降压电路、减少开关频率等，以降低开关损耗。
4. 采用高效的驱动电路，以降低驱动损耗。
5. 优化散热设计，以降低器件温度，从而降低损耗。
Buck 降压电路的效率损耗是由多种因素共同作用的结果，需要综合考虑各种因素，采取相应的措施来提高效率。