buck电路原理 boost/buck电源工作原理

大家都熟悉DCDC，因为是开关电源，当然还有AC/DC，一般是从110V或者220V交流电转换成DC电源。我们先来讨论一下DCDC电源的设计。

DCDC电源有两种类型，一种是隔离的，另一种是非隔离的。孤立的DCDC意味着输出GND与输入GND无关，它也成为一个浮动电源。常见的DC-DC芯片大多是非孤立的。隔离电源是双向的，也叫升压降压型，非隔离电源分为升压和降压。

首先，我们来谈谈非孤立的DC-DC原理。这种电源分为升压和降压，即升压和降压模式。首先，分析DCDC降压电路:

降压式DCDC结构主要由输入电容、功率金属氧化物半导体晶体管、脉宽调制模块、肖特基二极管、功率电感、输出电容和输出调节电阻组成。DCDC开关电源的这种结构模式决定了它的输出噪声比较大。

接下来，我们分析工作原理。当功率金属氧化物半导体(以下称为开关)闭合时，电源通过电感器向负载供电，并将电能存储在电感器L和输出电容器中。由于电感L的自感，当开关闭合时，电流缓慢增加，即输出不能立即达到电源的电压值。一定时间后，开关断开，由于电感L的自感作用(可以想象电感中的电流有惯性效应)，电路中的电流会保持不变，即继续从左向右流动。电流流经负载，从地返回，流到肖特基二极管的阳极，再通过二极管回到电感L的左端，从而形成回路。输出电压可以通过控制PWM的占空比空来控制。

开关闭合时，电感储能，关断时释放能量，所以电感L称为储能电感，二极管负责在开关关断时为L提供电流通路，所以二极管称为续流二极管。开关闭合时电压很小，所以加热功率U*I会很小，这就是开关电源效率高的原因。

通过这里的原理，我们知道了为什么在设计DCDC时输出端必须有很大的电容，为什么二极管和电感必须靠近IC。而且DCDC的后级滤波肯定更好，因为里面有开关频率。接下来，解释升压DCDC电路:

基本模型如上图。分析了buck电路的原理后，应该清楚BOOST。通过调节PWM与空的比值，可以调节输出。当PWM与空的比值为50%时，输出电压是输入电压的两倍。基本原则如下:

当开关接通时，输入电压流向电感，电感电流线性增加，电感储能增加，电源向电感传递电能。

当开关断开时，电感电压等于输入电压减去输出电容电压，电感电流减小，电感储能减小，电感储能将电能传递给负载。

DCDC升压是通过这种恒定的开关实现的，但这种结构获得的电流相对较小，通常为几百毫安，效率不高。

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