电子设计教程12：Buck降压电路

  我们仍然使用MC34063芯片，来设计一个DC-DC降压电路，实现直流12V转5V。

Buck变换器

  Buck变换器是开关电源基本拓扑结构的一种，Buck变换器又称为降压变换器，是一种对输入电压进行降压变换的直流斩波器，其输出电压低于输入电压。
  Buck变换器与Boost变换器使用的器件完全一样，只不过连接方式不太一样。Buck电路是正激类型，在开关管导通的时候，能量可以传递到输出端。

图 Buck变换器原理图
  当开关管Q导通时，储能电感L充电，由Vin提供的电流为电容C充电。电容C维持着输出电压。电流方向如下图所示。此时续流二极管D不工作。开关管的工作频率是很高的，此时如果把电容与电感看做LC滤波电路也是可以的。

  当开关管断开的时候，储能电感通过续流二极管放电。电感在自身电压高于电容时为电容充电。电容C维持着输出电压，随着电容自身电荷量的减小，输出电压也会逐渐降低。电流方向如下图所示。

图 开关管断开时的等效电路
  续流二极管可采用正向导通电压较低的肖特基二极管，以减小损耗。也可以使用MOS管代替续流二极管，进一步降低损耗。

Buck降压电路

  我们仍使用MC34063芯片来实现Buck降压电路。与Boost升压电路类似，Buck降压电路也需要5脚外接采样电路，用于检测输出电压是否达到设定值。

图 Buck降压电路原理图
  输出电压将影响第5脚“比较器反相输入”的电压。如果5脚的电压小于1.25V，芯片内部的比较器、振荡器、与门、RS触发器会经过一系列配合，使1脚与2脚断开，电感放电，为电容充电。电容储存的电荷维持输出电压，所以输出电压会降低。如果5脚的电压大于1.25V，1脚与2脚闭合，为电感与电容充电。可见，为采样电路选择合适的分压电阻可以确定输出电压的值。

  图中的L2与C4是LC滤波电路，目的是提高电源质量，消除电感放电瞬间，电压急速上升带来的毛刺。

Buck电路开关管与输出波形对比

  下图是芯片2脚电压（黄色，表示为Vsw）与输出电压的波形，可以分析出，开关闭合时Vsw与Vout上升，一段时间以后开关断开，Vsw电压极速下降，甚至达到负值。电感为电容充电，Vout缓慢下降。