Buck與Buck－Boost在小家電輔助電源中的應(yīng)用
發(fā)布日期:2024-05-01
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在ACDC電源中，輸入電壓一般是來自電網(wǎng)的85V-265V交流高壓，而輸出電壓則是3.3V、5V、12V等直流低壓，因此需要開關(guān)電源來實現(xiàn)降壓。開關(guān)電源有Buck、Boost和Buck-Boost三大經(jīng)典拓撲，其中Buck與Buck-Boost均可實現(xiàn)降壓功能。Synergy世輝是世健旗下子公司，擁有豐富的行業(yè)經(jīng)驗與專業(yè)的技術(shù)實力，世輝公司電源與新能源事業(yè)部FAE結(jié)合自身經(jīng)驗，針對小家電的輔助電源應(yīng)用中該如何選擇拓撲電路以及相關(guān)產(chǎn)品，展開詳細介紹。
一、Buck電路
Buck電路是一個降壓電路，Vi=Vls+Vo。因Vi>Vo,故具有降壓作用。
（1）開關(guān)管S導(dǎo)通階段
當(dāng)開關(guān)閉合時，續(xù)流二極管D是截止的，由于輸入電壓Vi與儲能電感Ls接通，因此輸入-輸出壓差（Vi-Vo）就加在Ls上，使通過Ls上的電流線性地增加。在此階段，除向負載供電外，還有一部分電能儲存在電感Ls和電容Cr中。
（2）開關(guān)管S關(guān)斷階段
當(dāng)開關(guān)斷開時，Ls與Vi斷開，但由于電感電流不能在瞬間發(fā)生突變，因此在電感Ls上就產(chǎn)生反向電動勢以維持通過的電流不變。此時續(xù)流二極管D導(dǎo)通，儲存在電感Ls中的電能就經(jīng)過有D構(gòu)成的的回路對負載供電。（主要是電容C對負載供電，此階段一直給電容充電，維持電壓穩(wěn)定）
二、Buck-Boost電路
Buck-Boost電路的輸入電壓與輸出電壓的極性是相反的。
（1）開關(guān)管S導(dǎo)通階段
當(dāng)開關(guān)閉合時，輸入電壓通過電感L直接返回，在電感Ls上儲能，此時電容Cr放電，給負載供電。
（2）開關(guān)管S截止階段
當(dāng)開關(guān)斷開時，在電感Ls上產(chǎn)生反向電動勢，使二極管D從截止變成導(dǎo)通。電感給負載供電并對輸出電容充電，維持輸出電壓不變。
通過以上對比，可得知：Buck-Boost電路的輸入電壓與輸出電壓的極性是相反的。因此，Buck與Buck-Boost兩者最大的區(qū)別就在于輸入與輸出電壓的極性：Buck是同極性拓撲，即輸出與輸入電壓的極性相同，二者共地；而Buck-Boost是反極性拓撲，即輸出與輸入電壓的極性相反，輸出端提供負壓（相對輸入電壓）。
在小家電應(yīng)用場景中的功率模塊控制部分，工程師常用到雙向晶閘管(TRIAC)等交流開關(guān)(AC Switch)。而使用負壓驅(qū)動交流開關(guān)，就能實現(xiàn)更高的電路可靠性與兼容性。在使用交流開關(guān)的系統(tǒng)中，往往優(yōu)先選擇能輸出負壓的Buck-Boost；而在不需要負壓驅(qū)動的系統(tǒng)中，則可以選擇Buck拓撲：
•Buck的輸入與輸出端共地，更利于系統(tǒng)的多級拓展。
•Buck的電感電流利用率比Buck-Boost更高。在電感電流(IL)相同時，Buck能輸出更大電流(IO)。
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