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Buck电路是怎样将电压降下来的?

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发表于 2017-5-9 19:18:51 | 显示全部楼层 |阅读模式

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1e20000a865d594d1e02.jpg Buck电路的最基本结构也非常简单:电源、开关、二极管、电感和电容——怎么和昨天的Boost电路一样?是的,只不过不同的接法能够构成不同功能的电路。而在今天的电路中,我们要让电压降下来。

1e1f000a94e681a8eedb.jpg Buck电路的原理实际上要比Boost电路简单、好理解。考虑一下这样的一个情况:我有一个10V的直流电源,假如我将其与一个开关和示波器串联在一起,开关以50%占空比不停的开关,那么很明显,我们能够在示波器上看到一个占空比为50%的方波。

1e21000e400b163d9f26.jpg 而如果我们将示波器换掉,换成串联的电感和电容,那么在开关动作的时候,理论上电感和电容交替充放电,会形成一个低通滤波器,在电容两端我们就可以得到稳定的直流电压,其值约为5V。但实际上这样做行吗?

1e1f000a94e731b51c27.gif 并不可以。在开关第一次断开之后,这样的电路没有一条维持电感放电的回路,会在开关的两端产生非常高的电压,足以击穿任何开关。而为了让电流能够在开关断开后继续流动,我们引入了二极管。在开关断开之后,二极管将负责形成回路,使得电感能够正常放电。而在下一次开关闭合的时候,这个电路就会继续充电、放电,在电容两端就会产生稳定的直流电压了。

1e1f000a94e81d0b9033.jpg 很明显,控制输出端电压值的是开关的开关频率。同样我们会采用开关管和控制器来控制这个开关的开关状态。这个电路的基本结构让你想到了什么?这就是在单片机没有DAC的情况下使用PWM来实现简易的电压输出的电路。其中PWM引脚起到了电源和开关的双重作用,在外部只需要外接低通滤波器即可。而放电时则是通过流入单片机内部的灌电流完成的。这时候的电流较小,一般不必担心损坏单片机。

1e1f000a94e9aa8eef67.jpg 虽然我们已经了解了升降压电路的基本结构,但实际上我们使用的电源可不止这么简单,为了实现非常高效、安全、稳定的电源输出,开关电源内部还有很多保证正常工作的电路,制作电源是一门手艺,认真的分析过一个电源之后,你在模拟电路方面一定会有新的收获和突破!


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