dcdc降压电路,buck降压电路,工作原理图-KIA MOS管
buck降压电路原理
Buck降压型DCDC的拓扑图如下,主要由开关管、电感、续流二极管、滤波电容等元器件构成;
通过控制开关管导通与关闭来实现电源的降压,为异步Buck,如下图左侧拓扑;
将二极管更换为开关管后,则是效率高发热量小的同步Buck,如下图右侧拓扑。
开关管打开,即G1打开时,电流流动如下图,二极管D1(开关管G2未打开)截止,输入电源Vin给负载RL提供电流,也为电感L1和电容Cout提供电流储存能量;电感会抵消一部分电源电压,负载RL两端的电压比电源电压低。
开关管关闭,即G1未打开时,电流流动如下图,二极管正向导通(开关管G2导通),输入电源Vin不能为负载RL供电,由电感L1、电容Cout向负载RL提供电流,短时间内电感电压下降,负载RL两端的电压也下降。
开关周期性打开、闭合的过程中,负载RL两端的电压也呈周期性变化,有效值稳定在所需的降低后的电压,如下图所示。
电路中各器件的作用:
输入电容器Cin:使输入电压平稳;
输出电容器Cout:使输出电压平稳;
箝位二极管D1/MOS管G2:在开关开路时为电感提供一条电流通路;
电感L1:存储即将传送至负载的能量。
从上面拓扑图可以看出,
同步Buck与异步Buck的差异在于二极管和MOSFET,
同步Buck中用导通电阻极低的专用功率MOSFET,替代了整流二极管以降低整流损耗,
使Buck转换效率大幅提高,由肖特基势垒电压造成的死区电压也不再存在。
为什么叫同步Buck?
功率MOSFET属于电压控制型器件,它导通时的伏安特性呈线性关系;
使用功率MOSFET的整流器时,MOS的栅极电压与被整流电压的相必须保持同步才能实现整流功能,因此成为同步BUCK。
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