dc-dc降压电路图,dc-dc降压电路原理-KIA MOS管

BUCK电路基础

BUCK电路是一种基于电感储能原理的DC-DC变换器，其涉及到物理中的电磁感应和电能转换的基本原理。在BUCK电路中，通过控制输入占空比可变的PWM波切换开关管的导通和断开状态，将输入电源提供的直流电压转换为可调的低电压输出，从而满足不同电路的供电需求。

具体来说，BUCK电路中的电感在导通状态下，将电流通过电感中心核心的磁场转化为磁能，并将磁能存储在电感中。而在断开状态下，由于电感的自感作用，磁场会产生电压，将电磁能转化为电能，并通过输出端向负载供电。因此，通过控制开关管的导通和断开状态，实现了电能在电容和电感之间的周期性转换和调节，最终输出稳定的直流电压。

此外，BUCK电路中的电容起到平滑输出电压的作用，通过在开关管导通状态下储存电能，在断开状态下释放电能，平滑输出电压波动。同时，为了确保稳定输出电压，BUCK电路通常采用负反馈控制，通过对输出电压进行采样，反馈给微控制器，然后微控制器调节输出的PWM波的占空比，控制开关管的导通时间和断开时间，使得输出电压保持在预定范围内。

dc-dc降压电路原理

降压式（Buck）变换器是一种输出电压≤输入电压的非隔离直流变换器，Buck变换器的主电路由开关管S1，二极管D，输出滤波电感L和输出滤波电容C构成，基本工作原理如下：

当开关管S1闭合时，电感L被充磁储能，流经电感的电流线性增加，同时给电容C充电，给负载RL提供能量（如左图所示），此时Vout电压缓慢上升，若S1一直闭合则最终Vout会近似等于Vin电压（S1有耗损压降）；

当开关管S1关断时，储能电感L通过续流二极管D放电，电感电流IL线性减少，输出电压Vout靠输出电容C放电Ic以及减小的电感电流IL维持(如右图所示)缓慢下降，若S1一直保持关断，则Vout会最终降至0V；

按上述描述，Buck输出电压Vout曲线近似如下左图所示：

由此可知，通过控制开关管S1开启关断的占空比，可以控制输出电压Vout的大小（如上图所示）。

一般DCDC集成芯片内部会集成电压调节电路，通过芯片输出端接分压电阻器将输出电压采样到FB(VFB)端，也就是反馈端，与基准电压对比后通过运放输出一个电压，与三角波对比，产生PWM信号，驱动功率管，实现电压的闭环控制。

降压型(Buck)转换器按整流方式不同，分为异步整流型Buck和同步整流型buck：

非同步整流Buck

以上描述的通过二极管D来完成的续流回路，这种属于非同步整流型Buck转换器，也叫异步Buck转换器（见上图“异步整流Buck”）。

续流回路中采用的是二极管，具有单向导电性，不需要外加电路控制其通断，因此它只有一个mos管（或者说开关管）需要用电路控制，也就不用去强调同步控制二极管，即可以理解为非同步。

因为二极管需要一定导通压降才能导通，如果输出电流比较大，那么就会有比较大的额外消耗，另一方面，如果输出电压是比较低的时候，比如说是1.2V，那么二极管导通压降就占了很大的比例。所以在大电流，小电压输出时候效率偏低。

同步整流Buck

另外还有一种就是同步整流型Buck。同步Buck在电路中续流回路中使用的也是MOS管（Q2），即上下管都是MOS管，因为MOS管本身是需要外部控制的元器件，整流过程中必须根据电源的开关时序同步控制Q1与Q2，所以该电路理解为同步（见右上图“同步整流Buck”）。

同步Buck的控制较为复杂，需要额外的驱动电路和控制电路保证电路正常工作，如果死区时间处理不当，有可能上下管直通，造成MOS管损坏(这是指的是电源控制器外接同步整流MOSFET的情况)。对于内部集成了控制器，上下管的电源管理芯片，由于MOSFET的特性已知，控制和MOSFET集成，可以很好的解决上面提到的控制问题，不需要过多担心。

同步和异步的区别从外部来看是同步的没有续流二极管。BUCK的输出电流是分成两个部分的，一个部分是来自电源，一个部分是来自异步电路中的这个二极管，同步电路把这个二极管用一个内置的MOSFET给替代了，但是这个MOSFET的开和关需要芯片内部额外的控制电路来保持和开关MOSFET的相位关系。

从性价比、可靠性和高电压输出场景表现，优先选择异步BUCK电路。从功耗、效率和非连续工作场景噪声表现，优先选择同步BUCK电路。

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