buck电路的波形讲解

在之前的第一期buck电路原理中，简单介绍了一下buck电路的基本原理和电感电流的计算方式。今天来简单介绍一下buck电路的波形。

1、波形讲解

如下图这是buck电路的电路波形

在上图中，缺少一个波形应该是开关管的PWM波Vgs，波形与第一个波形Vce波形是逻辑相反的。即Vce为高时，Vgs为低，反则反之。

由原理图与波形图结合可以看出：

a、波形图第一个波形为Vce，当Vce为低时，此时开关管T为导通状态，即缺失的PWM波形Vgs为高。此时在开关管导通时，理想状态下，开关管压降为0，但是实际会有一定的压降加在开关管T身上，因此会出现一个损耗电压，波形中称之为Vsat。在开关管关断时，此时电源电压Vin全部加在开关管上，并且在电源续流时，续流二极管下正上负产生了一定的压降，此时开关管的发射极电压相对于输入电压负极来说，低了一个续流二极管压降。开关管集电极电压与Vin电压相等。因此Vce电压在关断时，最大承受电压为Vin+Vf。

b、 第二个波形为续流二极管两端电压。但开关管开通时，除去开关管T所占的损耗Vsat，E点的电压就为Vin-Vsat。因此在开关管导通时，续流二极管承受电压上正下负，反向耐压值为Vin-Vsat。在开关管关断时，续流二极管导通，此时续流二极管承受电压上负下正，耐压值为续流二极管导通电压，值为Vf，但由于规定电流方向，因此此时电压值为负，即为-Vf。

c、 第三个波形流经开关管的电流，从原理图中可以发现，只有在开关管导通时，开关管才有电流流过，此时开关管串联电感，因此开关管电流的变化与电感的电流变曲率相同。在关断时，直接切断开关管在电路中的回路，因此在关断时电流为0。

d、 第四个波形为续流二极管的电流波形，同第三个波形原理。只有在开关管关断时与电感串联在电路中，电流变化与电感电流曲率相同。开关管开通时，续流二极管截止不导通，无电流流过。

e、 第五个波形为电感电流波形。在上一期buck电路原理(一)中，我们提到了 “伏秒积平衡” 这个概念。也就是要保证导通期间电感电流的增加量和关断期间的电感电流的减小量保持一致的，这样才能够保证电路工作稳定。因此在第五个波形的中间横线为电流的 Iout=Iavg=(Imax+Imin)/2。

f、最后的第六个波形与第七个波形就是电容的电流与电压的变化波形。这里需要先弄清楚电容是起滤波作用的。电容在进行充放电时其中的电流是与电感电流变化相同的，只是电流大小不同。开关管导通时，其两端电压在充电时是缓慢上升的。在开关管关断时，后级负载需要电感供能，同时电容要稳定输出电压。所以或有微微的下降。但是输出电压平均值在理想状态下一定是设计的电压输出值Vout。