01、降壓需求的應(yīng)用

降壓電路Buck的出現(xiàn)來源于實(shí)際應(yīng)用中的降壓需求的出現(xiàn)。

如果12V需要轉(zhuǎn)5V，一般我們會(huì)用幾種方案去做？

一個(gè)線性穩(wěn)壓器LDO，如下圖中的LM7805，或者分立元件搭建三極管線性穩(wěn)壓電路，但是這種線性穩(wěn)壓電路只適合小電流場(chǎng)景（100~300mA）使用，一旦有大電流場(chǎng)景，功耗很大，需要外加散熱片，不適合使用；

從LM7805規(guī)格書來看，輸出電流要求在5mA到1A?？梢?，應(yīng)用場(chǎng)景都是小電流。

那么如果使用開關(guān)電源的話，降壓型轉(zhuǎn)換器Buck電路無疑是比較好的選擇，拓?fù)浜?jiǎn)單，成本低，同時(shí)適合大電流場(chǎng)景（1~5A）使用，比如筆記本電腦適配器外部輸出12V，通過內(nèi)部Buck電路降壓至5V，為Type-C接口、USB接口，觸控板供電，機(jī)體盒的外部輸出12V，為HDMI接口、紅外接收器供電。下圖是我搜尋到的市面上降壓電路應(yīng)用場(chǎng)景，可以看到Buck電路應(yīng)用的電流要比線性穩(wěn)壓器大，更重要的一點(diǎn)是，Buck這種非隔離開關(guān)電源相比于線性電源，效率更高，損耗更小。我們研發(fā)出開關(guān)電源，最重要的就是效率高！

02、原始的Buck電路

降壓需求：輸入電壓12V，目標(biāo)輸出電壓5V。

根據(jù)這個(gè)降壓需求，下面講解一下Buck電路的演變過程。

原始的降壓電路如下圖。

一個(gè)12V電源V1，一個(gè)開關(guān)S1，一個(gè)限流電阻R1，一個(gè)電容C1。

 當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電源電壓給電容充電，電容兩端電壓上升，最終從0V上升到12V。

但是我現(xiàn)在想實(shí)現(xiàn)降壓到5v，怎么辦？

重新控制一次開關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)。

電壓閉合，電容電壓爬升，只要達(dá)到5V我就斷開開關(guān)。最終維持在5.21V。

 此時(shí)就能實(shí)現(xiàn)降壓到5V的功能了。

現(xiàn)在加一個(gè)輸出負(fù)載1KΩ。

當(dāng)開關(guān)閉合，負(fù)載上的電壓逐漸上升到5V，我斷開開關(guān)，電壓下降，此時(shí)再進(jìn)行閉合，能量又會(huì)傳輸給后級(jí)，電壓又會(huì)升高，下降再閉合，這樣來回往復(fù)，我們只要開關(guān)足夠快，輸出電壓就能穩(wěn)定在5V。

恰如武林至理：天下武功，唯快不破！

開關(guān)電源的精髓，就是利用高頻開關(guān)頻率。

這是開關(guān)電源最核心的控制思維，通過一個(gè)開關(guān)就能控制能量分批到達(dá)后級(jí)，從而可以控制輸出電壓最大值。

本期先了解一下開關(guān)電源核心控制思維，后面繼續(xù)更新開關(guān)電源工作原理，歡迎大家討論！