DC-DC降壓(Buck)電路恒壓限流原理簡析

隨著電子技術的發展，以及消費類電子設備的廣泛使用，對高效直流電源變換(DC-DC)的研究與應用成為日益重要的課題。DC-DC電路以其優異的特性，在大多數消費類電子設備中，替代了線性電源變換線路成為了主要應用對象。本文針對DC-DC Buck電路，簡析其電壓和電流的控制原理。

DC-DC電路分為電壓模式和電流模式控制兩種類型，基本原理都是誤差放大器的輸出與三角波比較產生PWM，PWM信號驅動功率管實現變換。區別就是電壓模式的三角波來自三角波發生器，電流模式的三角波來自電感的電流。

關于電壓模式、電流模式的優缺點這里就不展開了，下面注意一下每張圖中的圓圈，下面有兩張圖，分別代表兩種模式控制類型的DC-DC芯片內部結構框圖，紅圈內有誤差放大器和誤差放大器的補償端。

電壓模式(TPS40057)：

電流模式(MP2307)：

這些DCDC電路電壓調節的基本思路：

輸出端通過分壓電阻將輸出電壓采樣到FB(VFB)端，也就是反饋端，與基準電壓對比后通過運放輸出一個電壓，與三角波對比，產生PWM信號，驅動功率管，實現電壓的閉環控制。補償端接RC補償電路，實現電路快速穩定響應。

典型應用電路(MP2307,輸出3.3V)：

那么問題來了，電流調節(限流)怎么實現？

經典的DCDC控制IC TL494 內置了倆誤差放大器，實現電壓和限流的調節：

TL494內部結構框圖：

TL494 恒壓限流典型應用，輸出5V 10A，調節R1和R2的比例可以調節限流大小，右下角R13 0.1Ω：

一般的DCDC控制芯片，以MP2307為：內部只有一個誤差放大器，我們可以外掛一個，實現電流的控制，下圖運放左側肖特基陽極直接接到MP2307的 6腳，COMP腳，也就是內部誤差放大器的輸出端，原有電壓調節電路不變，原輸出的負極變為下圖的OUT-，調節下圖電位器可以實現限流的調節。

當流過R2的電流*R2電阻大于運放3腳電壓，運放將COMP端拉低，占空比變小，電路輸出電壓(電流)降低，直到保持運放同相端反相端電壓相等，實現限流調節。

下圖為某寶上賣的LM2596恒壓恒流電路圖，也就是封面上那貨，用恒流控制運放直接懟電壓反饋端實現限流調節，這種方法我本人不提倡，多了一級運放增加相移，增加不穩定因素，上面my1084的帖子里也有兩種方法恒流的輸出波形。