BUCK电路的由来（buck电路的结构及工作原理）

最近项目中使用了一款BUCK芯片，将24V的电压降压至15V输出，BUCK这个名字听起来牛逼哄哄的，自己想摸索一下其中的来龙去脉，分享一下自己的心得，不慌，不会解释得很深奥(lll￢ω￢)学过电子的应该都知道，如何从一个电压(高)得到自己想要的电压值(低)，可能最简单的方式就是通过电阻分压，如下面的方式：

电阻分压模型这种方式最方便快捷，现在一般的电压采样基本采用这种方式，但是如果功率稍微大一点呢？由于R1和R2是串联的，所以在R1上的损耗不可忽视，如果所要的电压值远低于输入电压，那么该电路的效率就会极其低下。

对该电路尝试进行变形，将R1更换为三极管，也就是现在的LDO模型，如下：

LDO模型通过变型，那么原来在R1上的损耗转移到三极管Q1上面去了，由于Q1承受输入和输出的压差，所以该电路的效率也比较低下为了提升效率，之前三极管是工作在线性状态，是否可以更改为开关状态呢？这样三极管就只有开关损耗和导通损耗，那么损耗就会大大的降低。

可以更改为如下电路：

将三极管替换为物理开关该电路工作周期时间为Ts，导通时间为Ton，那么占空比就是D=Ton/Ts，但是这样输出电压与开关状态高度关联，S1导通时有输出电压，S1关断时没有输出电压，但是输出负载总是需要连续的能量供给，这对于输出端负载是不可接受的。

这就需要进行解耦，在变换器一定位置引入储能元器件电容，这样在即使在输入端S1断开的情况下，输出端电容也可以进行持续的能量输出，保证输出电压的稳定

输出端并联电容如果这样做，大家有没有看出会带来什么样的效果？由于电容两端的电压不能突变，当S1闭合的时候，那么会在线路中产生一个非常大的冲击电流，即瞬间电流变化量很大它不仅导致噪声和EMI问题，这个时候S1可能会被损坏。

所以需要对其进行限流，如下：

加入电阻限流加入R2限流电阻后，在S1闭合瞬间就没有那么大的冲击电流了，但是由于R2是串联在主功率回路中，电阻就会消耗功率，这样，在开关上减小的功耗最终可能又消耗在所加的电阻上因此，为了最大限度的提高效率，可以将R2变换为电抗元件，从原理上来说，电抗原件仅存储能量不消耗能量，大家知道，电感两端的电流不能突变，所以在开关S1闭合的时候，电感可以很好的抑制冲击电流而不消耗能量。

如下：

将限流电阻替换为电感这样解决了S1闭合时由于C1的作用引起的浪涌冲击电流，但是当S1断开的时候呢？刚才有提到，电感两端的电流不能突变，当S1突然断开，就相当于电感的电流产生了突变，由于没有续流的回路，那么电感存储的能量就会以“拉弧”的方式消耗，这样就会产生一个非常大的电压尖峰。

所以，为了给电感L1提供一个续流路径，需要增加一个续流二极管，如下：

加入续流二极管这样，当S1突然断开，L1的能量就会通过二极管进行续流，所以我们也叫续流二极管。当然，为了提升效率，可以将续流二极管更换为MOSFET，如下：

将物理开关S1替换为MOS管，续流二极管也替换为MOS管这样一个同步Buck变换器就产生了可以将电感在不同的位置放置变换为不同的拓扑结构，放在输入端就是Boost变换器，放在下面就是Buck-boost变换器。

所以，基本的变换器其实就只有这三种，其他很多拓扑结构都是这三种基本变换器的演变比如正激就是Buck的隔离版本，反激就是Buck-boost的隔离版本未完待续.....................