淺析BUCK芯片在電路中的應(yīng)用及特點

隨著信息化時代的發(fā)展，生活中常見的電子產(chǎn)品，通常用到MCU、DSP、FPGA來作為產(chǎn)品設(shè)計的控制系統(tǒng)，這類控制系統(tǒng)通常為低壓輸入級（通常在12V以下），如5V、3.3V、1.8V等常用電壓值，為了滿足這一需求通常在電源芯片領(lǐng)域就需要用到二次降壓，AC-DC之后，產(chǎn)品端需要根據(jù)不同的應(yīng)用需求來匹配合適的二次降壓產(chǎn)品。

常用的二次降壓產(chǎn)品有LDO和BUCK開關(guān)穩(wěn)壓器。但這兩類產(chǎn)品都有自己的優(yōu)缺點。

當輸入輸出壓差較大時，如果用到LDO，那么就要考慮功率損耗的問題，通常情況下封裝越大，能支持的損耗越大，發(fā)熱量也越大，效率有限、帶載有限；在這種情況下就可以采用BUCK電路加LDO的方式，來給MCU、DSP、FPGA供電，將壓差先降下來。

而且像一些4G、5G、WIFI、RF等模塊在處理信號傳輸?shù)臅r候電流也比較高，LDO一般無法支持，這時候就需要用到BUCK電路，微盟電子的DC-DC降壓系列產(chǎn)品，就能很好的滿足需求。

以下是BUCK電路的基本工作原理：

BUCK電路，又稱降壓電路，其基本特征是DC-DC轉(zhuǎn)換電路，輸出電壓低于輸入電壓。

此電路的工作原理是：當開關(guān)管Q1驅(qū)動為高電平時，開關(guān)管導通，儲能電感L1被充磁，流經(jīng)電感的電流線性增加，同時給電容C1充電，給負載R1提供能量；當開關(guān)管Q1驅(qū)動為低電平時，開關(guān)管關(guān)斷，儲能電感L1通過續(xù)流二極管放電，電感電流線性減少，輸出電壓靠輸出濾波電容C1放電以及減小的電感電流維持。

講完BUCK電路的基礎(chǔ)電路以及工作原理，再來講講他們的控制模式，只有了解了控制模式，我們在應(yīng)用選取時才能更好的選型。

在過去人們通常采用電壓模式和電流模式，這些都有一定的優(yōu)缺點，優(yōu)點就是：穩(wěn)定的工作頻率、成熟的技術(shù)，缺點就是：對快速負載步階的反應(yīng)較慢、需誤差放大器補償、需斜率補償。

近年來網(wǎng)絡(luò)信息化產(chǎn)品的不斷更新，電源管理芯片也做了一定的提升，微盟電子新推出的BUCK電路多采用CMCOT架構(gòu)（電流模式和恒定導通時間同時控制的控制模式）。

先來看看微盟電子ME3110的內(nèi)部架構(gòu)：

CMCOT降壓轉(zhuǎn)換器高側(cè)MOS會恒定導通一段預(yù)定導通時間，占空比是借著改變高側(cè)MOS的關(guān)斷時間而調(diào)整的。

CMCOT轉(zhuǎn)換器也包含了電流檢測及誤差放大器，較不易受噪聲影響，特別是在低占空比的情況之下，因為系統(tǒng)不需要等待下一個頻率來到，所以能較快速地反應(yīng)突然的步階負載。

當輸出電流降低，誤差放大器的輸出電壓會上升，且上升至電流的下降斜率時，一個新的導通時間周期就會啟動，使轉(zhuǎn)換器之電流再次上升，增強了輸出的穩(wěn)定性。

此架構(gòu)的優(yōu)勢比較明顯：快速反應(yīng)負載步階的變化、低側(cè)電流檢測、最低導通時間小、占空比可較低、無需斜率補償。

對于產(chǎn)品設(shè)計來說，可以很好的節(jié)約空間，外圍簡單，對于產(chǎn)品應(yīng)用來講可以很好的滿足客戶負載的變化，我們可以詳細看看微盟電子ME3110的負載響應(yīng)變化圖：

這種結(jié)構(gòu)能做到高效以及快速響應(yīng)。