buck是常见的降压拓扑结构,对于buck开关节点的波形,有的文章画的是标准的方波?而有的文章画的却是有一个负的脉冲波形呢?
就比如下面两个波形,高电平是一样的,但是负电平却又很大差异。第一个图在开关节点位置有-0.7v的恒定负电平,而第二个却比较复杂,有一个-0.7v的脉冲负电平后又变为0电平,这两种波形是分别怎么产生的呢?
这从要buck的分类说起了,buck分为非同步buck和同步buck两种,下图中使用二极管d1的是非同步buck,如果把二极管换为开关管,那么就是同步buck了。
buck工作原理参考以前的文章,请搜索《buck电路详细原理》。高电平时两种波形一样,我们只讨论低电平时的情况。
在下图非同步buck中,当开关s1断开时,是通过储能电感l1向负载放电,放电路径是l1->负载->d1,因此在a点测量,vsw会有一个恒定的二极管导通电压,即-0.7v。
对于同步buck而言,如果上下两个管子同时导通,将会发生短路的现象。为了避免上下管s1和s2同时导通,需要增加死区时间(dead time)。
在死区时间内,上下两个管子都不导通,此时电感是通过mos的体二极管进行放电的,mos体二极管的原理请搜索文章《为什么mos管要并联个二极管,有什么作用?》,既然是通过体二极管放电,那在vsw就有一个接近于-0.7v的负压。而过了死区时间后,下管mos s2被导通,放电路径为电感->负载->mos(二极管被mos短路),mos的导通阻抗很小,所以此时vsw的负电压很快从-0.7v衰减到0v,而后又进入死区时间,负压又变为大约-0.7v。
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