buck電路的波形講解

在之前的第一期buck電路原理中，簡單介紹了一下buck電路的基本原理和電感電流的計算方式。今天來簡單介紹一下buck電路的波形。

1、波形講解

如下圖這是buck電路的電路波形

在上圖中，缺少一個波形應該是開關管的PWM波Vgs，波形與第一個波形Vce波形是邏輯相反的。即Vce為高時，Vgs為低，反則反之。

由原理圖與波形圖結合可以看出：

a、波形圖第一個波形為Vce，當Vce為低時，此時開關管T為導通狀態，即缺失的PWM波形Vgs為高。此時在開關管導通時，理想狀態下，開關管壓降為0，但是實際會有一定的壓降加在開關管T身上，因此會出現一個損耗電壓，波形中稱之為Vsat。在開關管關斷時，此時電源電壓Vin全部加在開關管上，并且在電源續流時，續流二極管下正上負產生了一定的壓降，此時開關管的發射極電壓相對于輸入電壓負極來說，低了一個續流二極管壓降。開關管集電極電壓與Vin電壓相等。因此Vce電壓在關斷時，最大承受電壓為Vin+Vf。

b、 第二個波形為續流二極管兩端電壓。但開關管開通時，除去開關管T所占的損耗Vsat，E點的電壓就為Vin-Vsat。因此在開關管導通時，續流二極管承受電壓上正下負，反向耐壓值為Vin-Vsat。在開關管關斷時，續流二極管導通，此時續流二極管承受電壓上負下正，耐壓值為續流二極管導通電壓，值為Vf，但由于規定電流方向，因此此時電壓值為負，即為-Vf。

c、 第三個波形流經開關管的電流，從原理圖中可以發現，只有在開關管導通時，開關管才有電流流過，此時開關管串聯電感，因此開關管電流的變化與電感的電流變曲率相同。在關斷時，直接切斷開關管在電路中的回路，因此在關斷時電流為0。

d、 第四個波形為續流二極管的電流波形，同第三個波形原理。只有在開關管關斷時與電感串聯在電路中，電流變化與電感電流曲率相同。開關管開通時，續流二極管截止不導通，無電流流過。

e、 第五個波形為電感電流波形。在上一期buck電路原理(一)中，我們提到了 “伏秒積平衡” 這個概念。也就是要保證導通期間電感電流的增加量和關斷期間的電感電流的減小量保持一致的，這樣才能夠保證電路工作穩定。因此在第五個波形的中間橫線為電流的 Iout=Iavg=(Imax+Imin)/2。

f、最后的第六個波形與第七個波形就是電容的電流與電壓的變化波形。這里需要先弄清楚電容是起濾波作用的。電容在進行充放電時其中的電流是與電感電流變化相同的，只是電流大小不同。開關管導通時，其兩端電壓在充電時是緩慢上升的。在開關管關斷時，后級負載需要電感供能，同時電容要穩定輸出電壓。所以或有微微的下降。但是輸出電壓平均值在理想狀態下一定是設計的電壓輸出值Vout。