開(kāi)關(guān)電流與輸入輸出電流關(guān)系-2

引言 

  上一次我們討論了 BOOST 結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)電流與輸入、輸出電流的關(guān)系，這次我們來(lái)分析一下 BUCK 結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)電流與輸 出電流的關(guān)系。 

BUCK 結(jié)構(gòu)的工作原理及波形 

  BUCK 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單原理圖見(jiàn)圖 1，工作時(shí)各點(diǎn)的電壓電流波形見(jiàn)圖 2。

  不考慮上電時(shí)的情形，僅考慮穩(wěn)定工作時(shí)，情況如下： 

  當(dāng)開(kāi)關(guān)管 Q 導(dǎo)通時(shí)，SW 點(diǎn)通過(guò)開(kāi)關(guān)管接到 VIN 上，故 SW 點(diǎn)電壓等于 VIN，此時(shí) VIN 給電感充電，

電流逐漸上升； 開(kāi)關(guān)管與電感串聯(lián)，開(kāi)關(guān)管上電流與電感相同；此時(shí)肖特基二極管反偏，反肖特基二極管的電流等于 0。 

  當(dāng)開(kāi)關(guān)管 Q 關(guān)斷時(shí)，由于電感電流不能突變，電感電壓變?yōu)樽蟮陀腋?，肖特基二極管鉗位電感 L 左端電壓，同時(shí)與電 

感形成續(xù)流回路。如果忽略肖特基二極管的壓降，則 SW 點(diǎn)電壓等于 0V。由于電感的放電，電感的電流逐漸下降，同時(shí)， 

肖特基二極管與電感是串聯(lián)在一起，故此時(shí)肖特基二極管的電流等于電感的電流。

開(kāi)關(guān)電流與輸入、輸出電流的關(guān)系

  通過(guò)上面的分析，我們可以看到，對(duì)于 BUCK 電路，電感始終串聯(lián)在輸出回路里，電感的平均電流即為輸出電流。同 時(shí)，結(jié)合上面的分析，電感的最大電流與開(kāi)關(guān)管的最大電流相等。 

  也就是說(shuō)，對(duì)于 BUCK 電路，開(kāi)關(guān)電流與輸出電流直接相關(guān)。 

  由于電感上電流有一定的紋波（而紋波的大小與電感量有關(guān)），故輸出電流一定是小于最大開(kāi)關(guān)限流點(diǎn)。

下式給出了電 感上紋波電流峰-峰值與電感之間的關(guān)系。

式中，F(xiàn)SW 為芯片的開(kāi)關(guān)頻率，ΔI 為電感紋波電流的峰-峰值。從上式可知電感的最大電流為： 

 ILmax = IOUT +ΔI /2 > IOUT 

另外實(shí)際使用時(shí)，需要留有一定的余量，即 ISW ≥ ILmax 

所以，開(kāi)關(guān)限流點(diǎn) ISW 大于輸出電流 IOUT。由于是降壓方案，輸出電壓小于輸入電壓，所以輸出電流大于輸入電流。 

綜上：實(shí)際應(yīng)用中開(kāi)關(guān)電流（ISW）大于輸出電流（IOUT），輸出電流（IOUT）大于輸輸入電流（IIN）。 

注意事項(xiàng)： 

  通過(guò)開(kāi)關(guān)電流限值，我們可以估算出系統(tǒng)的最大輸出電流，但這只代表著此芯片可以輸出這么大的電流，在實(shí)際使用中， 

應(yīng)充分考慮發(fā)熱等因素來(lái)決定系統(tǒng)持續(xù)輸出電流能力！

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