DCDC降压BUCK变换的基本介绍

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1、Buck变换器的基本介绍Buck变换器的基本介绍张兴柱博士（1）电路原理图LIssILIoVoCRVgD（2）理想工作波形IL(t)IoVL(t)Vg-Vo-VoIs(t)Vds(t)IL(t)VgId(t)VgIL(t)Vd(t)VgstDTsTs（3）基本特征--输出电压低于输入电压；--输出电流连续；--输入电流脉动；--驱动与输入不共地。1Buck变换器的CCM/DCM边界确定Buck变换器的CCM/DCM边界确定张兴柱博士（1）电路原理图LIssILIoVoCRVgD（2）CCM/DCM边界波形（3）CC

2、M/DCM边界条件IL(t)1-dILPIo1VL(t)KcritVg-Vo-VoVgstDTsTs0d------DCM------CCM1dcrit2Lfs令：Kcrit=，则有：1-d=Kcrit时，为CCM/DCM边界R1-dKcrit时，为DCM1Buck变换器的CCM稳态关系Buck变换器的CCM稳态关系张兴柱博士（1）电路原理图LIssILIoVoCRVgD（2）CCM稳态关系输入/输出电压关系：Vo=DVg输入/输出电流关系：Ig=DIo其它关系：IL=IoRRg=2

3、D1Buck变换器的DCM稳态关系Buck变换器的DCM稳态关系张兴柱博士（1）电路原理图LIssILIoVoCRVgD（2）DCM稳态关系输入/输出电压关系：Vo=MVg输入/输出电流关系：Ig=MIo其它关系：IL=IoRRg=2M22Lfs其中：M=，K=1+1+4K/D2RK也可写成：D=M1-M1Buck变换器的CCM小信号传递函数Buck变换器的CCM小信号传递函数张兴柱博士（1）电路原理图LVgSiLRLioVoRCRdDC（2）CCM小信号传递函数vˆo(s)=Gvd(s)´dˆ(s)+Gvg(s)

4、´vˆg(s)-Zout(s)´iˆo(s)iˆL(s)=Gid(s)´dˆ(s)+Gig(s)´vˆg(s)+Gii(s)´iˆo(s)1+swzc1+swzcGvd(s)=Vg=Gvd022221+sQw0+swo1+sQw0+swo1+swzc1+swzcGvg(s)=D=Gvg022221+sQw0+swo1+sQw0+swo(1+swzL)(1+swzc)Zout(s)=RL221+sQw0+swoVg1+swzp1+swzpGid(s)==Gid02222R1+sQw0+swo1+sQw0+swoD1+

5、swzp1+swzpGig(s)==Gig02222R1+sQw0+swo1+sQw0+swo1+swzcGii(s)=221+sQw0+swo11其中：w0=，Q=LCw0[LR+(RL+RC)C]RL11wzL=,wzc=,wzp=LRCCRC1Buck变换器的DCM小信号传递函数Buck变换器的DCM小信号传递函数张兴柱博士（1）电路原理图LVgSiLRLioVoRCRdDC（2）DCM小信号传递函数vˆo(s)=Gvd(s)´dˆ(s)+Gvg(s)´vˆg(s)-Zout(s)´iˆo(s)1+swzc1

6、+swzcGvd(s)=Gvd0»Gvd0（1+sw¢p1)(1+sw¢p2)（1+sw¢p1)1+swzc1+swzcGvg(s)=Gvg0»Gvg0（1+sw¢p1)(1+sw¢p2)（1+sw¢p1)1+swzc1+swzcZout(s)=R0»R0（1+sw¢p1)(1+sw¢p2)（1+sw¢p1)112-MM2其中：wzc=,w¢p1=，w¢p2=2fs()RCCRC1-MD3/22Vo(1-M)1-MGvd0=，Gvg0=M，R0=RKM(2-M)2-MVo22LfsM==，K=Vg1+1+4K/D2

7、R1Buck变换器的CCM电流调制器小信号模型Buck变换器的CCM电流调制器小信号模型张兴柱博士（1）电路原理图LVgSiLRLioVoRCRdDC（2）电流调制器的电路和波形VcvcseFmRi´iL外部斜波器dsnsf动SeVm驱0TstdTsTsRixiL（3）电流调制器的小信号模型dˆ(s)=vˆc-Ri´He(s)´iˆL(s)+kr´vˆo+kf´vˆgFm22其中：He(s)=1+swnQn+swn，wn=pTs（fn=fs2)，Qn=-2p111Fm===（Se+Sn)Ts(1+SeSn)SnTs

8、mcSnTsSe为补偿斜波的斜率，是常数：Se=Vm/Ts，Ts为开关周期；Vg-VoSn是取样电流信号的上升斜率：Sn=RiLTs´RiD´Ts´RiDmc=1+SeSn：kr=，kf=-[1-]2LL21Buck变换器的DCM电流调制器小信号模型Buck变换器的DCM电流调制器小信号模型张兴柱博士（1）电路原理图LVgSiLRLioVoRCRdDC（2）