降壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器（Buck Converter），是一種能夠?qū)⑤斎胫绷麟妷航档筒⑥D(zhuǎn)換為所需較低直流輸出電壓的電路拓?fù)?。其主要組成部件包括開關(guān)管、電感、續(xù)流二極管以及濾波電容等。按二極管與開關(guān)管的配置，可分為異步 Buck 和同步 Buck 兩種類型。
二、異步 Buck 與同步 Buck 拓?fù)鋵Ρ?/div>
異步 Buck ：以開關(guān)管、續(xù)流二極管、電感和電容等基本元件構(gòu)成。開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，輸入電源向負(fù)載供電，同時(shí)電感存儲(chǔ)能量；開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，電感釋放能量，續(xù)流二極管為電流提供續(xù)流路徑，保障負(fù)載持續(xù)供電。
同步 Buck ：將異步 Buck 中的續(xù)流二極管替換為開關(guān)管（通常為 MOSFET），利用其低導(dǎo)通電阻特性，降低整流損耗，提升轉(zhuǎn)換效率，減少發(fā)熱量。在該拓?fù)渲校ㄟ^精確控制兩個(gè)開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí)機(jī)，實(shí)現(xiàn)高效的能量傳輸和轉(zhuǎn)換。
三、工作原理
開關(guān)管導(dǎo)通（G1 導(dǎo)通） ：開關(guān)管 G1 導(dǎo)通時(shí)，續(xù)流二極管 D1（或開關(guān)管 G2 關(guān)斷）截止。此時(shí)，輸入電源 Vin直接為負(fù)載 RL提供電流，并向電感 L1和輸出電容 Cout充能。電感會(huì)阻礙電流變化，使得負(fù)載兩端電壓低于輸入電源電壓。
開關(guān)管關(guān)斷（G1 關(guān)斷） ：當(dāng)開關(guān)管 G1 關(guān)斷時(shí)，續(xù)流二極管 D1（或開關(guān)管 G2 導(dǎo)通）正向?qū)ā］斎腚娫赐Ｖ瓜蜇?fù)載供電，電感 L1和輸出電容 Cout儲(chǔ)存的能量釋放，維持負(fù)載電流的連續(xù)性。由于電感釋放能量，負(fù)載兩端電壓會(huì)稍有下降，但仍在一定范圍內(nèi)穩(wěn)定。
在開關(guān)周期性導(dǎo)通和關(guān)斷過程中，負(fù)載兩端電壓呈現(xiàn)周期性波動(dòng)，但通過電感和電容的濾波作用，其有效值最終穩(wěn)定在所需的較低電壓值，滿足降壓要求。
四、各元器件作用
輸入電容 Cin ：對輸入電壓進(jìn)行平滑濾波，降低輸入電壓的紋波，提供瞬時(shí)電流，保障輸入電源的穩(wěn)定，提高整個(gè)電路的工作穩(wěn)定性。
輸出電容 Cout：對輸出電壓進(jìn)行平滑處理，濾除高頻紋波，穩(wěn)定輸出電壓，減小負(fù)載電流變化對輸出電壓的影響，提高輸出電壓質(zhì)量。
續(xù)流二極管 D1 或開關(guān)管 G2（用于同步 Buck） ：在主開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，為電感提供續(xù)流路徑，釋放電感儲(chǔ)存的能量，防止電感電流突變，保障電路安全運(yùn)行。
電感 L1：在開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)存儲(chǔ)能量，在開關(guān)管關(guān)斷時(shí)釋放能量，與電容協(xié)同作用，平滑輸出電壓，實(shí)現(xiàn)降壓功能。
五、同步 Buck 名稱由來及優(yōu)勢
同步 Buck 的核心優(yōu)勢在于采用功率 MOSFET 替換傳統(tǒng)二極管。功率 MOSFET 作為電壓控制型器件，其導(dǎo)通時(shí)的伏安特性呈線性關(guān)系。在同步 Buck 電路中，通過控制功率 MOSFET 的柵極電壓，使其與被整流電壓的相位保持嚴(yán)格同步，從而實(shí)現(xiàn)高效的整流功能。這種同步控制機(jī)制不僅降低了整流損耗，還消除了因肖特基勢壘電壓造成的死區(qū)電壓，使 Buck 轉(zhuǎn)換效率顯著提升，尤其在高負(fù)載電流條件下，優(yōu)勢更加明顯。
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