buck电路设计，BUCK电路设计及原理详解

很多朋友对buck电路设计，BUCK电路设计及原理详解不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

下图分别是(左)异步降压和(右)同步降压电路的原理图。我们都知道BUCK是通过控制开关管的导通和关断来把输入的能量传递给输出的。

同步VS异步：异步降压管是二极管，同步降压管是MOS管。由于MOS的导通电阻Rds_on较小(约10 ~ 20m)，续流电流有效值为10A时二极管压降约为0.7V，续流时同步BUCK带来的导通损耗约为异步BUCK的三分之一。所以我们可以看到，一般的降压芯片如果是异步降压的话，二极管就要外接，否则芯片损耗太大，会降低整体效率。

接下来我们以TI的一款36V/3A同步BUCK -LMR23630为例，带你一步步走完BUCK的设计过程。步骤1 -简单看一下降压数据手册：了解LMR23630芯片的基本功能。我们来看SOIC-8封装左侧的四个管脚：sw、BOOT、VCC、FB: Pin1sw:上管和下管的中点，SW接输出滤波电感，再接输出电容。一般来说，检查BUCK是否工作正常取决于SW波形是否正常切换。

Pin2 BOOT:用于在上管关断时为ds两端提供稳定的电压。当下管断开，SW浮空时，上管的驱动器需要供电，上管的ds通过CBOOT(自举电容)建立VCC电压。不要搞混了，从块中可以看到，VIN通过芯片内部的LDO给上下管的驱动器供电，同时箝位上管的DS电压，也就是说，在上管的DS电压稳定后，上管只有在一个大于零的驱动电压Vgs到上管的栅极后才能打开。

Pin3 VCC:为内部逻辑和驱动器供电的是LDO的输出引脚，需要增加对地电容。引脚4 FB:反馈引脚。看了最后一种降压控制模式下的PCM控制，(降压控制加连接)我们知道FB是误差放大器的输入，输出电压反馈到EA进行闭环控制。因此，当BUCK正常工作时，FB电压等于内部基准电压，输出电压也除以FB电压。步骤2 -根据典型推荐电路设计外设参数1。输入电容CIN:

A.输入电容决定输入电压纹波Vin。CIN=Iout/(4Vinfsw)，Vin一般为10%Vinb。根据输入电流有效值公式：icin _ RMS=iout [d (1-d)] 0.5，当D=0.5时，输入电容电流的纹波最大：icin _ rms (max)=0.5，因此cin选用RMS。实际案例分析：对于建议输入电容较大(22uF/47uF)的应用，建议并联使用多个输入陶瓷电容，这样会使输入电容的整体ESR更小，从而降低热损耗。2.CVCC电容器：

内部LDO对地电容越大，LDO电源越稳定，也就意味着对MOS驱动器的供电越稳定，但过大也会减缓内部逻辑部分和MOS驱动器电源的建立。需要根据不同的应用综合考虑。实际案例分析：30V转15V时，上管导通时输入电容的电流有最大的阶跃。如果测试发现在BUCK (4.5V)启动瞬间VCC超过AGND的规格，适当增加VCC对AGND的电容可以有效降低VCC启动GND时的电压尖峰。

3.输出电感：输出滤波器电感用于存储能量和过滤输出电流。电感可以根据以下输出电感和输出电流纹波公式计算。一般IRIPPLE拿10%~30% IOUT。

实际案例分析：问：输出电感可以是数据手册中推荐值的10倍或20倍吗？电感越大是不是电流滤波的效果越好？答：其实输出电感或者输出电容越大越好！在降压伯德图中，主极点由输出LC决定。

(对系统回路稳定性有疑惑的朋友可以回头看看回路稳定性插入链接)，简化后的主极点为1/[2 (LC) 0.5]。当LC的值过大时，系统的带宽会降低，响应速度会变慢，过大甚至会工作不正常。

4.输出电容：输出电容储存能量稳定电压，并对输出电压进行滤波。根据以下输出电容和输出电压纹波公式，可以计算出电容值。一般来说，ESR值很小，可以忽略不计。

实际案例分析：电解电容可以作为输出电容吗？我们知道电解电容ESR大，老化速度比较快，占地面积也大。目前大多数数据手册都推荐使用陶瓷电容。有些数据手册没有明确指出输出电容的类型。我们可以知道输出电容的推荐值是降额后的值，其推荐值除了输出电压纹波外，还与环路稳定性和响应特性有关。

实际输出电容的类型不重要，但电容值合理，建议不要超过数据手册推荐值的3倍。

5.Boot:自举电容的容量决定了对上管DS及其驱动电源充电的时间和稳定性。一般来说，建议值可以预取，然后根据具体的工作条件进行调整。CBOOT可以预留一个串联电阻位置来调节上管的开关速度，以降低EMI。实际案例分析：如果启动时CBOOT和SW之间存在电压超调，可以适当增加CBOOT的容量，增加电源的稳定性。串联电阻还可以降低上管的开关速度，也可以降低CBOOT对SW电压的过冲。6.CFF:

从时域来看，反馈电容可以更快地将输出反馈到FB，从而提高系统的响应速度。了解了BUCK芯片的工作模式和基本引脚的作用后，就可以合理灵活地设计BUCK电路。

以上知识分享希望能够帮助到大家！