【導讀】初學者一向對buck電路的設計頗感頭疼。本文簡要說明了buck電路中占空比語輸出電流之間的關聯(lián)性。列舉實例說明了buck電路中最大輸出電流的全方位解析。
首先我們先來看下例子，在buck電路中連續(xù)模式下，輸出電壓Vo=輸入電壓Vdc×占空比D。假定Vdc，Vo均為定值，那么占空比也必然是恒定值。如果負載電流突然變大，應該是需要輸入功率變大，占空比增大，從而使得電感存儲更多的能量才對。
但矛盾的是，此處占空比雖然增大，但輸出電壓不是會改變嗎?網(wǎng)絡上的說法是，負載電流突然變大后，占空比先增大后減小，最后是輸入電流Idc增大使輸出電流增大，那么這種說法正確嗎？假如是對的，那么buck電路的最大輸出電流是怎么確定的呢？
下面我們就來一一分析，例子中列出的Vo=輸入電壓Vdc×占空比D僅僅是理論理想公式，如果想要計入開關的損耗和電感損耗，實際輸出將是輸出/輸入不變下，PWM隨電流而變。
關于瞬態(tài)電流，原則上只進行電應力計算，不做熱應力考核。關于穩(wěn)態(tài)電流，需要做電應力/熱應力考核。可以看出，對于電源的最大電流，不是一個值，而是一組數(shù)據(jù)。它們需要根據(jù)實際情況考核不同指標。理想恒壓模式下，改變的輸出電流，輸出功率增大，所以輸入功率也會增大的。當在恒壓模式下，輸出電壓不變，占空比是不會變的。
BUCK的電感，實際上并不是人們口中的變壓器，能量不是由電感全部儲存然后傳遞的。按照例子中的假設，輸出負載電流突然變大，輸出功率是變大，輸入功率也變大，但這個增加的功率不是由電感儲存的能量提供的。但這個增加的功率不是由電感儲存的能量提供的。
有人會覺得迷惑，buck電路不是在mosfet導通階段嗎，輸入電流可以直接給輸出供電，不僅僅對電感充電?如果這樣，那如果占空比很小的情況，比如310V轉15V的時候，輸出的電流基本上都是電感儲存的能量嗎？
實際上這里指的是電感傳遞的能量占輸出總能量的大小，比例的問題則需要舉例說明，即使是310V轉15V，只要電感電流連續(xù)，輸出1A跟輸出10A，電感傳遞能量不變還是電感傳遞能量占總輸出的比例不變。
電壓模式的buck電路對電流沒有限定。所以要額外增加過流保護。否則發(fā)生短路時，電流會很大，直至燒毀開關管。電流模式的buck，本身自帶有限流功能。
理論上，如果沒有元器件在電流變化時的壓降變化，那么當電流增加時，占空比就不變，在開關管開通時輸入電流也增加，這時候電感中的直流電流也增加了，存儲的能量也在增加，續(xù)流時對外供能量。電流增加的限制應該是所選元器件和線路的傳遞電流及散熱能力決定的，還有電源，如考慮實際中電流增加時各處壓降，占空比肯定會有變化去補償壓降。
負載變化輸出電壓是不會變化的，因為輸出電壓是受到運放的基準源控制的。也就是說輸出電壓被“鉗位”了。調節(jié)負載，的確會改變占空比。在這里占空比的變化只是改變“電感的充電時間”，輸出端要的電流量（功率）變化了，那么輸入端給的電流量（功率）也相應的變化了，可以通過鉗形電流表檢測能看出他們之間的變化。
在理想情況下，占空比是要先增大，使得電感電流漲上去，然后再恢復原來的占空比。實際中，電源內阻、輸入線路內阻、MOS內阻、電感內阻、續(xù)流二極管壓降這些不理想因數(shù)都在影響著占空比。
本篇文章通過實例從各個方面對buck電路中的最大輸出電流確定，以及最大輸出電流與占空比之間的聯(lián)系進行了講解，希望大家在閱讀過本篇文章之后能夠有所收獲。
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