Buck電路的拓撲結構及工作原理

常見的電子產(chǎn)品中，通常需要用到12V以下的電壓，如5V、3.3V、1.8V等，這就需要用到二次降壓，直流降壓的方式主要有LDO和BUCK兩種方式，采用LDO的方式缺點是發(fā)熱量大，電流小，效率有限、帶載有限，所以對于輸入輸出壓差較大，電流需求較大的系統(tǒng)就需要采用BUCK電路來降壓供電。

Buck是直流轉直流的降壓電路。

Buck電路的拓撲結構

Buck電路拓撲結構

工作原理是：MOS管做為開關，開關頻率夠高，此電路就可以輸出穩(wěn)定的電壓。

當驅動為高電平時，MOS管導通，儲能電感充電，流經(jīng)電感的電流線性增加，同時給電容C1充電，給負載RL提供能量，如下圖：

MOS管導通狀態(tài)

當驅動為低電平時，MOS管關斷，儲能電感通過負載和續(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放電和減小的電感電流同時維持。

MOS管截止狀態(tài)

下面將列出一個實際電路來具體說明工作過程。
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MP2451典型應用電路

MP2451 是一款集成了內(nèi)部高端高壓MOSFET的高頻（2MHz）降壓開關調(diào)節(jié)器。 3.3V 至36V 的寬輸入范圍，采用電流控制模式，為快速環(huán)路響應提供單一的0.6A（或更少）高效輸出。

MP2451在電路主要是起開關作用。

電路輸出電壓的根據(jù)公式計算：VOUT=0.8*（1+R2/R1）。

輸出電壓大小計算

FB引腳為反饋腳，由電阻R1,R2比值來決定輸出電壓的大小。

EN為低電平或懸空，關閉輸出；為1.55-7.5v之間，開啟輸出。EN最大電流為100μA。R3、R4為分壓電阻。

在BST和SW之間需要接一個電容C4為自舉電容。

MP2451芯片內(nèi)部結構為：

MP2451內(nèi)部

電路工作時，C4的自舉作用較為關鍵。

MOS管關斷時：

電感泄放能量，VIN與SW差值增大，為C4最佳充電時期，當電感中沒有電流時，SW等于輸出電壓VOUT，因此，VIN與SW的差值可以給C4充電。

C4充電

MOS管導通時：

假如沒有自舉電容C4情況下，VIN約等于SW，Q的g極也為VIN，Vgs

無自舉電容

當有C4的存在時，電容兩端電壓差不能突變，A點電位變?yōu)閂IN+5v。Vgs依然是5v，大于Vth，可以讓Q持續(xù)導通。

C4自舉

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