同步整流Buck
传统Buck使用肖特基二极管续流，导通压降约0.3-0.5V。同步整流Buck用NMOS代替二极管， 导通压降仅为几十毫伏，可显著提高效率。LM2596是经典Buck芯片，TPS562201是同步整流Buck， 更适合高效率应用。同步整流芯片需注意死区时间设置。
8.3 Buck变换器设计
电源电路
🎯 学习目标
- 理解Buck变换器的工作原理和电路拓扑
- 掌握Buck变换器电感和电容的选型方法
- 了解Buck变换器的PCB布局要点
- 能够设计完整的Buck电路
Buck变换器设计
Buck变换器设计是"电源电路"这一章中的第3节内容。 Buck变换器是最常用的降压拓扑，应用广泛。本节将详细介绍Buck电路的设计方法。
⚡ Buck工作原理
Buck基本拓扑
Vout = Vin × D (D = Ton/T)
Buck通过占空比D控制输出电压，输出电压低于输入电压。
- 开关管(Q)：周期性导通和关断
- 电感(L)：储能和滤波，平滑电流
- 电容(C)：滤波，稳定输出电压
- 续流二极管(D)：开关管关断时提供电流通路
⚙️ 电感选型
电感计算公式
L = (Vin - Vout) × Vout / (Vin × ΔI × f)
ΔI = (20-40%) × Iout
ΔI = (20-40%) × Iout
- 电感量：根据公式计算，影响纹波电流
- 饱和电流：Isat > Iout + ΔI/2，留余量
- 直流电阻：DCR越小，损耗越小
- 自谐振频率：SRF >> 开关频率
🔌 电容选型
| 参数 | 说明 | 选型要点 |
|---|---|---|
| 容值 | 影响输出纹波 | C ≥ ΔI × (1-D) / (8 × f × ΔV) |
| ESR | 等效串联电阻 | 越低纹波越小 |
| 耐压 | 最大工作电压 | Vr ≥ 1.5 × Vout |
| 类型 | 陶瓷/钽/聚合物 | 低ESR选陶瓷或聚合物 |
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📝 本节小结
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- • 理解了Buck变换器的工作原理
- • 掌握了电感和电容的选型公式
- • 了解了Buck电路的组成和参数
- • 能够设计完整的Buck电路