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buck-boost电路原理(buck boost电路原理)

升压和降压电路是指电力电子设计中经常提到的BUCK/BOOST电路。这两种电路在电路设计中经常一起出现。 BUCK电路是指输出低于电压的单管非隔离直流变换,BOOST是指输出电压高于输入电压的单管非隔离直流变换。作为最常见、最基础的两种电路,本文主要讲解BUCK/BOOST电路的原理。

首先,让我们从BUCK转换器的概念开始。 BUCK变换器又称降压变换器,是一种输出电压小于输入电压的单管非隔离直流变换器。

buck-boost电路原理(buck boost电路原理)

**图中,Q为开关管,其驱动电压一般为PWM(脉冲宽度调制)信号。信号周期为Ts,则信号频率为f=1/Ts,导通时间为Ton,关断时间为Toff,则周期Ts=Ton+Toff,占空比Dy=Ton/Ts。 **

开关管Q也采用PWM控制,但必须限制最大占空比Dy,不允许工作在Dy=1的状态。电感Lf位于输入侧,称为升压电感。 BOOST转换器也有两种工作模式:CCM和DCM。

BUCK/BOOST转换器:又称降压升压转换器,是一种单管非隔离直流转换器,其输出电压可以低于或高于输入电压,但其输出电压的极性与输入电压不同。电压相反。 BUCK/BOOST变换器可以看成是BUCK变换器和BOOST变换器串联,加入了开关管。

BUCK/BOOST转换器也有两种工作模式:CCM和DCM,开关Q也由PWM控制。

LDO的特点:

极低的输入输出电压差; 内部损耗极小; 温漂极小; 输出电压稳定性高; 非常好的负载和线性调节能力; 工作温度范围极宽; 更宽的输入电压范围; 外围电路非常简单,使用极其方便。 DC/DC转换将固定的直流电压转换为可变的直流电压,也称为直流斩波器。斩波器有两种工作模式。一是脉宽调制方式,Ts不变,ton改变(通用);另一种是调频方式,ton不变,Ts改变(容易产生干扰)。其具体电路分为以下几类:

(1)BUCK电路——降压斩波器,其输出平均电压U0小于输入电压Ui,且极性相同。

(2)BOOST电路——升压斩波器,其输出平均电压U0大于输入电压Ui,且极性相同。

(3)BUCK-BOOST电路——降压或升压斩波器,其输出均匀电压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,其输出均匀电压U0大于或小于输入电压Ui,极性相反,电容传输。

**DC-DC分为三种类型的DC-DC:BUCK、BUOOST、BUCK-BOOST。其中BUCK型DC-DC只能降压,降压公式为:Vo=Vi*D; BOOST型DC-DC只能升压,升压公式为:Vo=Vi/(1-D); BUCK-BOOST型DC-DC既可以升压也可以降压。公式:Vo=(-Vi)*D/(1-D)D为充电占空比,即MOSFET导通时间。 **

开关稳压电源的效率很高,但输出纹波电压高,噪声大,稳压率等性能也较差,特别是给模拟电路供电时,会产生较大的影响。

由于开关电源工作效率较高,一般可达到80%以上,因此在选择其输出电流时,应正确测量或计算用电设备的最大吸收电流,使所选开关电源具有较高的工作效率。性能价格比。通常的输出计算公式为:Is=KIf 式中:Is——开关电源的额定输出电流; If——用电设备的最大吸收电流; K——裕度系数,一般取1.51.8;电容式开关电源可以提高或降低输入电压,也可以用来产生负电压。其内部的FET开关阵列以一定的方式控制快速电容的充电和放电,从而将输入电压加倍或降低一定的倍数(0.5、2或3)以获得所需的输出电压。

这种特殊的调制工艺可以确保高达80% 的效率,并且仅需要外部陶瓷电容器。由于电路作为开关工作,电荷泵结构也会产生一定的输出纹波和EMI(电磁干扰)。它首先存储能量,然后以受控方式释放能量以获得所需的输出电压。

BUCK/BOOST电路看似简单,但在实际分析中,还是可以分析出很多详细的知识。只有掌握了这些基础知识,才能更加熟练、快速地完成电路设计。可见,在学习的过程中,我们不能急功近利,急功近利。获得知识最安全、最有益的方法就是缓慢而稳定地工作。

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