【導(dǎo)讀】初學(xué)者一向?qū)uck電路的設(shè)計(jì)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(guān)聯(lián)性。列舉實(shí)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(fù)載電流突然變大，應(yīng)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(luò)上的說法是，負(fù)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(jì)入開關(guān)的損耗和電感損耗，實(shí)際輸出將是輸出/輸入不變下，PWM隨電流而變。
關(guān)于瞬態(tài)電流，原則上只進(jìn)行電應(yīng)力計(jì)算，不做熱應(yīng)力考核。關(guān)于穩(wěn)態(tài)電流，需要做電應(yīng)力/熱應(yīng)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(shí)際情況考核不同指標(biāo)。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(dāng)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(shí)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(shè)，輸出負(fù)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(dǎo)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(zhuǎn)15V的時候，輸出的電流基本上都是電感儲存的能量嗎？
實(shí)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(zhuǎn)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(hù)。否則發(fā)生短路時，電流會很大，直至燒毀開關(guān)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(dāng)電流增加時，占空比就不變，在開關(guān)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(yīng)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(shí)際中電流增加時各處壓降，占空比肯定會有變化去補(bǔ)償壓降。
負(fù)載變化輸出電壓是不會變化的，因?yàn)檩敵鲭妷菏鞘艿竭\(yùn)放的基準(zhǔn)源控制的。也就是說輸出電壓被“鉗位”了。調(diào)節(jié)負(fù)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(yīng)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(fù)原來的占空比。實(shí)際中，電源內(nèi)阻、輸入線路內(nèi)阻、MOS內(nèi)阻、電感內(nèi)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(shí)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(jìn)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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