1、拓扑介绍BUCK电路图如上图所示当开关管导通时上电回路为电源—开关管—电感—电容—电源当开关管关断时放电回路为电感—电容—二极管—电感。二极管是为了提供放电回路电路有三种模式分别为CCM连续DCM断续以及BCM临界模式。所谓临界模式就是当开关管S断开后电感给负载放电放电结束时正好开关管导通的一种特殊情况若还没放完电开关管就导通即为CCM模式反之放电完成了开关管还没导通则为DCM模式。下面我们对BCM模式进行分析得出部分硬件参数该如何计算。2、电感临界值BCM模式下开关管时序、电感电流以及电感电压思路一已知输入输出电压、电流纹波对于电感来说一个周期内的电流平均值为面积除时间同时电感电压为解出后回代得到解出L为思路二电流纹波率(r一般取0.4左右)计算导通时的电感值TonD*TsD/fsVVon(Vin-Vout)带回可得(跟思路一得出的结果一致已知输入输出电压输出电流频率占空比r取0.4)若要在DCM模式下运行则电感要小于上值反之运行在CCM模式下电感要大于上值。因为在其他条件不变的前提下电感越大越会阻碍电流变化纹波就会越小电流就会大于0就进入CCM模式下了。所以一般情况下我们都会让电感值L大于上述式子。3、电容值计算电容参数设计设计完电感后在已知电压纹波的前提下进行电容设计。对于电容而言它进行吸收和释放的能量就分别等于上图黄色部分黄色部分面积即为电容吸收的电荷量根据上文的公式进行回代根据上式反推当LC越大开关频率越大电压纹波越小4、电感模块经过上述电感计算和电容计算后我们可以算出电流的上升下降斜率先给一个图中电路可以推算当开关管导通时电路为电源-电感电感电压等于电源电压15V因此电感电流斜率为di/dtVin/L当开关管关断时电路为电感-二极管电感电压等于二极管导通电压0.7V此时电感电流斜率为di/dt0.7/L画出图来就像上方右图一样电流上升斜率远大于下降斜率若占空比为50那么电流将会一直上升在BUCK电路中当开关管导通时电路为电源(15V)-电感-电容电阻电感电压VLVin-Vout电感电流斜率等于(Vin-Vout)/L当开关管关断时电路为电感-电容(电阻)-二极管电感电压为VL0.7Vout电感电流斜率为(0.7Vout)/L。随着电路运行Vout逐渐增大(0-2-4-5V)充电时电感电流斜率会逐渐减小放电时电感电流斜率逐渐增大直到输出符合要求的Vout(若增大到电源最大功率时输出电压还不满足要求时随着电感电流的继续增大电压就会减小达不到所需求的输出电压因为电源功率恒定)引出占空比DVout/Vin(根据伏秒平衡原理IonVon*Ton/LVout*Tout/LIout流入电流等于流出电流Von*TonVout*ToutVonVin-Vout带入化简可得Vout/VinTon/TonToffD)控制就是在控制导通时间(占空比)从而让充放电时间改变。5、其他注意事项这是一款BUCK芯片内部图中间PWM生成波的比较器是将参考电压和载波进行比较得出PWM波生成一个固定占空比的PWM波现在存在一个问题如果说在芯片刚启动的时候参考电压的建立需要的时间比载波的时间长就会导致占空比为100%参考电压一直低于载波导致输出高于规定的Vout所以引入软启动即让载波变缓让参考电压变快同理在关断的时候让载波变陡让参考电压变慢。