Buck电路,又称降压型开关电源,是一种常用的DC-DC变换器。它是通过开关管的导通与截止来控制电路中电感上的电流大小及方向,从而实现将输入电压调制为较低的输出电压。
在buck电路中,电感起到储能、过滤和平滑电流的作用。电感阻抗与电流呈正比,当电路开关管导通时,电感中的电流线性增加;当开关管截止时,电感中的电流线性下降,反向电压瞬间产生。通过控制开关管的导通与截止时间,使输出电压恒定,同时实现DC-DC转换。
首先,电感能够储存磁能量,留存电流,而开关管截止时电感中磁场的能量正好可以驱动电感中的电流继续流动。因此,电感可以有效减小由于开关管导通和截止时由电路元件电流瞬时变化引起的瞬间电压冲击和电磁干扰。
其次,在电感串联于输出负载之前,能够在电感中形成一个低通RC滤波网络,将开关电压所带的高频成分滤除,减小输出端电压的纹波。
选用合适的电感参数,可以合理平衡成本、效率和性能。首先,电感的大小直接影响输出电路的效率。电感过小,电流涨落较大,所消耗的功率会增加,效率会降低;电感过大,会增加电路成本,增加电路的时延和纹波。其次,考虑到电感的电流饱和和电感内部的电阻,电感的直流电阻和直流电压可以通过供应商提供的参数和DCR测试得出,然后结合所需要的输出功率和效率进行选型。