

如果整個電路作為電源讓輸出電壓Vo需要帶載的話,比如加一個RL的負載,如果RL是一個變化的負載,那么輸出電壓Vo也是一個隨負載RL變化而變化的電壓,這樣就不能得到一個穩定的直流電壓Vo。
為了得到一個穩定的Vo電壓,可以根據RL的變化來調控R1的大小,可以把R1固定電阻變成一個可變電阻,比如用一個電位器。如果RL變大,電位器的電阻也變大如果RL變小那么電位器的電阻變小,那么電位器電阻的變大變小是需要人來操作,為了方便,需要去找一個器件來替代這一個電位器,并且能隨負載變化而變化阻值的,根據電子器件的特性,想到了三極管,讓三極管工作在線性狀態。
當我們增加了三極管后,RL的電流增加的時候,Vo電壓下降的時候會引起三角管的be的壓差變大,基級電流的變大,三極管工作在放電區域,基極電流增加引起的集電極電流增加,當集電極電流變大的使RL上的電壓變大,這樣就實現了一個穩定的Vo,但是這一個電路有一個非常明顯的缺點就是輸入電壓變大的時候,三極管的基極電壓會變高,會導致集電極電流變大,負載RL不變,通過的電流變大那么輸出電壓變大,如果輸入電壓變小的時候,同樣輸出電壓變低,就是輸出電壓隨輸入電壓變化而變化。
上面的圖是有隨輸入電壓的變化而變化,為了解決這問題,我們只要三極管的基極電壓穩定后,輸出電壓就可以不隨輸入的變化而變化了,那可以把基極電壓上面加穩壓管,這樣我們就能得到一個穩定的輸出。如下圖就是一個線性電源LDO,這個電源是通過調Q1的阻值來實現Vo的穩定,Vo電壓穩定了,但是當Q1是與RL是一個串聯,輸出功率是Vo*I的時候,我的Q1上的功率是(Vin-Vo)*I,當輸出電壓與輸入電壓相差比較大的時候,效率是非常低。
為了解決效率非常低的問題,我們想到了如果讓Q1工作在開關區域,當把Q1變成開關的時候,我們通過控制開關Q1的開通時間,但輸出的電壓是一個高地電平的脈沖電壓,需要得到一個穩定的電壓,是不是可以通過電容濾波來實現。
為了把輸出的脈沖電壓濾平整就需要增加電容C1,這樣就可以實現Vo電壓穩定,通過控制每個周期Ton值就行了,Vin*I*D=Vo*i,雖然是得到了一個穩定的Vo,但是開關管在打開的時候,輸入給C1沖電的時,因沒有限流電阻,這樣會導致開關打開的時候,沖擊電流比較大,對開關管的影響非常大,容易損耗,為了解決這樣個問題,我們可以通過增加限流器件來保護開關,如果增加電阻來限流的話,是不是又回到了損耗增加,那就需要增加既能限流又能不增加損耗的器件,這時電感就能滿足要求。
為了限流的同時又不增加損耗,我們可以通過增加電感來限流,如下圖所示,當增加了L1電感后,當開關關斷的時候,電感上就沒有續流回路,會導致開關拉弧等現象出現,為了解決開關關斷后電感有續流回路需要增加一個二極管來實現續流。
增加了續流二極管后,我們的buck電路基本就成型了,只是這個時候,我們可以把機械開關改成MOS管就可以了,這就能得到我們的buck電路。
往期回顧:
●線性電源之優缺點分析
●磁芯中加氣隙的作用是什么?
●電容特性與ESR對紋波有什么影響?

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