为什么不是所有的BUCK电路都有续流二极管?

        对于刚入行的小伙伴可能有这样的疑问,为什么有的buck电路有续流二极管?有的没有?

        对于上面这个问题,需要一定的前置知识,首先了解一下buck电路的工作原理。

        什么是buck电路?BUCK电路就是一种DC-DC转换器,简单的讲就是通过震荡电路将一直流电压转变为一高频电源,然后通过脉冲变压器、整流滤波回路输出需要的直流电压,类似于开关电源。

        下图是buck电路的原理图,可以看到,当S1导通时,电流开始从左边的电源正极流出,流向负极;流经二极管时,遇见二极管的负极不能通过;流经电感L1时,电感将电能转换为磁能存储,电流继续前进;流经电容C1时,电容进行充电;电流继续流过负载回到电源负极,形状呈这样的红色回路。

为什么不是所有的BUCK电路都有续流二极管?_第1张图片

        当S1断开时,电感存储的磁能转换为电能释放,此时电感的正负极反向,变为左负右正,电感成为电路里的电源。由于电流 从正极流向负极,形成这样的电流回路。此时二极管续流。电感释放的电流逐步由大变小。

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        接下里就开始说说为什么 有的buck电路有续流二极管?有的没有?这取决于具体的电路拓扑和工作条件,接下来,就从四个方面进行详细说明一下。

        第一,工作条件和电压差异,某些buck电路中,当输入电压高于输出电压时,续流二极管是必须的,这是因为buck电路通过控制开关管的开关周期来实现降压。当开关管关闭时能量仍存储在电感中,续流二极管提供了一条回路,使这些能量能够在电感中流回电源,以确保能量平衡。在这种情况下,若没有续流二极管,则可能会导致开关管的反向电压升高,从而可能损坏开关管。

        第二,电路拓扑,不同的buck电路拓扑可能需要不同的元件配置,例如基础的buck拓扑使用续流二极管,而更先进的拓扑,如同步buck转换器,则可不使用续流二极管,同步buck转换器使用另一个开关管来代替续流二极管,以提高效率,因为它能减少能量损耗。

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        第三,输出电流需求,若buck电路的输出电流较小,那么可能不需要特殊的续流路径,这可以减少元件成本和复杂性,但在高电流应用中,续流二极管可用于处理更大的电流,减少功率损耗。

为什么不是所有的BUCK电路都有续流二极管?_第4张图片为什么不是所有的BUCK电路都有续流二极管?_第5张图片

        第四,控制策略,buck电路的控制方式也可能影响是否需要续流二极管,一些控制策略可能允许buck电路在不使用续流二极管的情况下正常工作,而其它策略可能需要它来维持稳定的运行。       

        因此,在设计buck电路时,需要综合考虑具体的设计要求,以确保电路能够稳定、高效的工作,并相应的选择是否使用续流二极管。 

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