BUCK基本原理学习总结-20250509
一、电感伏秒平衡特性
处于稳定状态的电感，开关导通时间（电流上升段）的伏秒数须与开关关断（电流下降段）时的伏秒数在数值上相等，尽管两者符号相反。这也表示，绘出电感电压对时间的曲线，导通时段曲线的面积必须等于关断时段曲线的面积。
二、BUCK的基本概念和原理
基本概念
BUCK转换器是一种降压型开关电源转换器，其工作原理是通过调整开关元件的占空比来控制输出电压，保持输出电压低于输入电压。它广泛应用于多种电源管理系统中，如充电器、供电模块等。
基本原理
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基本组成：在结构上，主要由功率开关、储能电感、续流二极管、储能电容四个元器件组成；
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工作原理：
通过周期性地开关晶体管，电感存储能量并在开关闭合时释放，电容则起到滤波作用，以减少输出电压的波动，保证稳定供电。
当功率管开关导通闭合时：输入电压Vin加到LC滤波器的输入端，电感上的电流以固定斜率线性上升。
当功率管开关截止断开时：由于电感上的电流不能突变，电感中存储的能量向负载释放,电感电流通过二极管续流 ，在这个阶段，电流波形是一条斜率为负的斜线。
具体如下图所示：
开关闭合时电感电压：UL=Uin-Uo；
开关断开时电感电压：UL=-Uo；
BUCK输出电压：Uo=Uin*Ton/(Ton+Toff)；其中D=Ton/(Ton+Toff)为开关导通时间的占空比；（根据伏秒平衡特性）
工作模式
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CCM：连续导通模式（Continuous Conduction Mode），在一个开关周期内，电感电流始终大于零，即在开关周期内电感从不复位；
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DCM：断续导通模式（Discontinuous Conduction Mode)，在一个开关周期内，电感电流出现断流情况，即在开关周期内电感被适当地复位；
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BCM：临界导通模式（Boundary Conduction Mode），在一个开关周期内，电感电流最小值刚好为零，即控制器总是等电感电流复位来激活开关管；
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FCCM：强制连续导通模式（Force Continuous Conduction Mode），在同步拓扑结构中，由于低边 MOS 管的存在，使得电感电流能够反向，即允许负电流存在，反向电流由电容提供，负载可保持不变。当输出电流减小时，变换器就不会切换到 DCM 模式，而是转换到 FCCM 模式。
具体如下图所示：