buck电路仿真及原理讲解

在电力电子里面大家能经常看到buck，boost，flyback等一系列名词，这个名词到底是什么，有什么作用呢?今天我们来讲讲第一个，什么是buck电路。

1、什么是buck电路?

Buck电路，也就是降压电路，什么是降压电路，即将电压从高输入转变成低输出。如下图示意图

依照上图，可以理解为：

输入100元钱是投资方

开关管T就是资金链的链条

电感L是供货商

输出1元就是最后的产出量(不考虑中间商赚差价)

当资金链完整即开关管T导通时，100块钱可以直接加到产出上，此时后面有100块钱的量产出，但是当资金链断裂时即开关管关断时，此时100块钱的传输渠道断掉了，后面没有投资方的供给，只能依靠电感L本身经济的维持供给，给后面提供能量。但是电感L的势单力薄，没有投资方的财力，所以产出变少。综合下来，最后总产出变少。

2、buck电路仿真及原理讲解

buck电路波形图

buck电路仿真图

buck电路仿真波形

波形图(从上到下依次为输入电压，输出电压，电流，PWM波)

a、开关管开通期间(Ton)

在开关管T开通状态时，此时续流二极管上正下负，续流二极管反偏，其承受的最大电压应力为UIN。在忽略开关管Q的压降时，此时电感L两端电压UL=UIN-UO为常数。

电感电流：

ILpeak=ILmin+Uon *t /L。

当t= Ton时，此时电感电流值为最大。在Ton结束时电感电流增量为：△I=Uon*Ton/L

b、开关管关断期间(Toff)

在开关管T关断状态时，此时续流二极管导通。在忽略续流二极管D的压降时，此时电感L两端电压UL=Uoff=UO为常数。

电感电流：

iL=ILpeak-Uoff *t /L。

当t= Toff时，此时电感电流值为最小。在Toff结束时电感电流减小量为：△I=Uoff*Toff/L

c、伏秒积平衡

在稳定状态下，导通期间的电感L电流的增加量与关断期间的电感L电流的减小量必然相同，即

Uon *Ton/L= Uoff *Toff/L

Uon *Ton = Uoff *Toff

这个就是在DC-DC变换器中的常用到的伏秒积平衡条件。本条件适用于电流连续/临界/断续模式。