BUCK拓撲
關注創建者：匿名 創建時間：2022-08-10
BUCK拓撲的實例教程
BUCK的拓撲圖如圖十示繼續分析，之前介紹過說需要一個開關開通和關斷電流用來使電感電流不會飽和，那這個開關肯定不能使用機械按鍵吧，不能使用開關電源時候需要調整的時候手動切換開關啊，這不現實，所以這里需要使用電子開關進行控制，能做開關的電子器件有什么呢？是不是三極管、MOSFET、IGBT都可以使用，具體使用哪一種我們后面在繼續分析，那確認這里需要使用電子開關，我們是不是需要使用PWM波進行控制電子開關管的通斷。
（▲圖十）
假設現在我們有一個占空比為50%的方波，Ton=Toff，Ton為一個周期內高電平所占時間，Toff為一個周期內低電平所占時間，這里我們假設Ton=Toff那我們看一下電感上的電流波形如圖十一示，每個周期中電感電流上升量等于電流下降量，這樣電感才能達到平衡，如果電感電流上升量大于下降量或者下降量大于上升量電感經過多個周期后會飽和，對電流就沒有遏制能力了。
（▲圖十一）
假設電感飽和電流2A如圖十二所示，當電感超過飽和電流后，電感電流會直線上升并損壞電感，只有電感處于平衡狀態才是我們想要的，并且是我們設計電感時追求的波形。
（▲圖十二）
總結：
①、電感電流的斜率與電感的感應電壓有關與電感電流大小無關
②、電感兩端的感應電壓由Vin與Vout共同決定
③、電感上的平均電流等于負載電流
④、電感上的平均電流位于電感電流波形幾何圖形的中心
⑤、電感的感應電壓與開關動作總是相反
展開 電源的本質就是能量搬運，而電子的世界中無非是電壓和電流的問題，而電容代表的電壓，電感代表的是電流，那用一個電流對電容充電是不是解決了電容能量補給的問題，那用什么器件對電容進行充電呢？
換句話哪個器件可以控制電流的大小呢？是不是電感和電阻都可以實現控制電流，看一下圖一，通過電阻對電容充電，那這個電阻上是會消耗能量的，同樣會降低電源的效率，所以這里我們不要用電阻給電容進行充電，那來看一下電感給電容充電電路圖二，電感本身是無源器件不消耗能量對吧，電感可以通過電流的方式來轉移電荷數,電容可以存儲電荷數，電感和電容結合到一起是不是可以得到一個我們想要的輸出電壓，那回路上沒有損耗直接所有的能量都給電容搬運過去了，效率是很高的。
▲圖一
▲圖二
電容兩端的電壓是不能激變的，但是電容兩端的電流是可以激變的，也就是說在初始上電階段電容兩端電壓為零，此時給電容充電，電容相當于短路，那這個時候的充電電流會從零突然出現，我們稱這個突然出現的電流為浪涌電流，那此時的di/dt也是很大的對EMC、EMI也有很大的影響，所以需要想辦法來解決這個di/dt的突變。
來看一下電感，電感兩端的電壓是可以激變的，但是電流是不能激變的，也就是說電感有遏制電流變化的能力，但是電感兩端會有尖峰電壓產生，即dv/dt比較大，同樣會對EMC、ENI有較大的影響。
綜合電容和電感的特性，是不是得到一個結論，電感上電流不能激變，電壓可以激變，電容上電壓不能激變，電流可以激變，看到這個結論是不是會想到用電感控制電容上的電流不激變，用電容控制電感上電壓不激變，那電容和電感結合是不是最佳搭檔，電容和電感結合到一起既不會出現浪涌電流也不會出現尖峰電壓。
▲圖三
那對電容充電就使用電感好吧，電容和電感是不是需要串聯到一起如圖三所示，串聯電感的目的是為了遏制電容的浪涌電流，那這個電感需要接到
展開 Buck電路分析
Buck變換器是一種降壓式非隔離開關電源，當開關管導通時，輸入電源通過電感給輸出供電，同時電感存儲能量；當開關管關斷時，電感通過續流二極管給輸出供電；如此反復即可維持輸出產生一個恒定的電壓。其Buck電路拓撲結構以及電路分析計算見圖1所示。
圖1 Buck電路分析
Boost電路分析
Boost變換器是一種降壓式非隔離開關電源，當開關管導通時，輸入電源通過電感給電感充電，電感存儲能量；當開關管關斷時，輸入電源和電感能量通過續流二極管給輸出供電；如此反復即可維持輸出產生一個恒定的電壓。其Boost電路拓撲結構以及電路分析計算見圖2所示。
圖2 Boost電路分析
Buck-Boost電路分析
Buck-Boost變換器是一種升降壓式非隔離開關電源，當開關管導通時，輸入電源通過電感給電感充電，電感存儲能量；當開關管關斷時，電感能量通過續流二極管給輸出供電；如此反復即可維持輸出產生一個恒定的負電壓。其Buck-Boost電路拓撲結構以及電路分析計算見圖3所示。
展開 同時，預置電源控制核心固件配合 PPEC Workbench 平臺，涵蓋移相全橋拓撲、LLC諧振拓撲、雙向有源全橋拓撲、三相逆變(整流)拓撲、LC串聯諧振拓撲、單相逆變(整流)拓撲、Buck/Boost拓撲、Vienna整流拓撲等，讓工程師能通過拖拽式操作快速配置基站電源的電壓調節、負載均衡等功能，適應不同網絡環境下的用電需求，保障通信信號的穩定傳輸，提升通信網絡的服務質量。
對于數據中心服務器電源，芯片強大的圖形化編程能力和豐富的功能模塊組件至關重要。工程師可利用其狀態機、Modbus 等組件，靈活設計服務器電源的冗余控制、熱插拔管理等復雜功能。圖形化邏輯編程方式使控制流程清晰直觀，便于團隊協作開發與后期維護，確保服務器在長時間高負荷運行中電源供應的穩定可靠，守護海量數據的安全，助力數字通信行業的蓬勃發展。
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而且平臺提供了汽車電子相關的工程模板，涵蓋移相全橋拓撲、LLC諧振拓撲、雙向有源全橋拓撲、三相逆變(整流)拓撲、LC串聯諧振拓撲、單相逆變(整流)拓撲、Buck/Boost拓撲、Vienna整流拓撲等。開發者可以基于這些模板，快速配置核心參數，完成 PPEC 工程開發，大大提高了開發效率，讓汽車電子產品能夠更快地推向市場。
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該芯片預設豐富PPEC工程模板，涵蓋移相全橋拓撲、LLC諧振拓撲、雙向有源全橋拓撲、三相逆變(整流)拓撲、LC串聯諧振拓撲、單相逆變(整流)拓撲、Buck/Boost拓撲、Vienna整流拓撲等。
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電源的本質就是能量搬運，而電子的世界中無非是電壓和電流的問題，而電容代表的電壓，電感代表的是電流，那用一個電流對電容充電是不是解決了電容能量補給的問題，那用什么器件對電容進行充電呢？
換句話哪個器件可以控制電流的大小呢？是不是電感和電阻都可以實現控制電流，看一下圖一，通過電阻對電容充電，那這個電阻上是會消耗能量的，同樣會降低電源的效率，所以這里我們不要用電阻給電容進行充電，那來看一下電感給電容充電電路圖二
其Buck電路拓撲結構以及電路分析計算見圖1所示。
如果你要求輸入24V，輸出15V，就可以采用Buck拓撲；但是輸入24V是從8V～80V，你就不能使用Buck變換器，因為Buck變換器不能將8V變換成15V。如果輸出電壓始終高于輸入電壓，就得采用Boost拓撲。
最基本的拓撲是Buck(降壓式)、Boost(升壓式)和Buck/Boost(升/降壓)，單端反激(隔離反激)，正激、推挽、半橋和全橋變化器。
開關電源的拓撲結構，常見拓撲大約有14種，每種都有自身的特點和適用場合。選擇原則是要看是大功率還是小功率，高壓輸出還是低壓輸出，以及是否要求器件盡量少等。
