Buck电路，也被称为降压转换器，是一种常用的直流-直流(DC-DC)转换电路，主要用于将高电压转换为低电压，适用于电源管理和电子设备的供电系统。它的工作原理基于电感器储能和二极管导通的特性，能够有效地提供稳定的输出电压，即使输入电压有所变化。 在Buck电路中，主要元件包括开关晶体管Q1（通常为MOSFET）、电感L、二极管D1和滤波电容C。电路的工作过程可以分为两个阶段：导通阶段和截止阶段。 1. **导通阶段**： - 当开关Q1导通时，输入电源Vin通过Q1向电感L供电，此时电流iL线性增加。电流线性增加是因为电感的特性决定其两端电压与电流变化率成正比（V=Ldi/dt）。电感L存储能量，同时负载R上的电流Io开始流动，输出电压Vo是Vin减去电感L和负载R压降的组合，即Vo = Vin - (iL * RL)，这里假设RL为负载电阻。由于电容C在充电状态，其电压is逐渐升高，二极管D1承受反向电压，不导通。 2. **截止阶段**： - 当开关Q1关闭后，电感L中的电流不能突然中断，因此会通过二极管D1继续流向负载R，形成一个反向电流。由于电感的自感效应，其两端电压极性反转，这样D1导通，电流iL保持不变，继续通过负载R，而电容C开始放电，维持输出电流Io的连续性。在这个阶段，输入电流is为零，因此总电流is是脉动的，但由于电容C的滤波作用，输出电流Io变得连续且平滑。 Buck电路的输出电压Vo可以通过调整开关Q1的占空比D（导通时间ton与周期Ts的比例）来控制。增大D可以使Vo上升，反之则下降。理想情况下，当D=1时，Vo=Vin，Buck电路相当于一个直接连接；当D=0时，Vo=0，电路断开。 输出电压Vo和输入电压Vin之间的关系可由以下公式给出： \[ Vo = Vin \cdot D \] 而输出电流Io与输入电流Is之间的关系则是： \[ Io = Is \cdot D \] 通过优化Buck电路的设计，可以实现高效率、低纹波和快速动态响应，使其在各种应用中广泛使用，例如笔记本电脑、手机充电器、LED驱动器和工业电源系统等。同时，Buck电路还可以与其他拓扑结构（如Boost、Buck-Boost等）结合，以满足更复杂的电源转换需求。

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BUCK电路与反馈环路设计

Buck电路是一种降压斩波器．降压变换器输出电压平均值Vo等于占空比乘以输入电压Vin。通常电感中的电流是否连续，取决于负载的大小，所以简单的BUCK电路输出的电压不稳定，一旦负载突变会造成严重后果。加入3阶运算放大器补偿器以实现PID控制。可通过采样环节得到PWM调制波，再与基准电压进行比较，通过PID控制器得到反馈信号，与三角波进行比较，得到调制后的开关波形，将其作为开关信号，从而实现BUCK电路闭环PID控制系统。

电力电子技术仿真-降压斩波电路（BUCK电路）闭环PID控制的Simulink仿真模型

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开关电源具有效率高、输出电压可调范围大、损耗小、体积小、重量轻等特点，得到了广泛的应用。由于开关电源体积小，输出直流电压的纹波含量比同功率线性电源大，如何降低纹波含量成为开关电源应用及制造技术中的一个关键技术难点。本文通过对Buck电路的分析，找出对纹波的产生有影响的因素及改善的措施。 　　1　纹波的定义 　　Buck类型开关电源的拓扑结构如图1所示。 　　通常情况下，开关电源首先把电网电压全波整流变为直流电，经高频开关变换由变压器降压，经高频二极管整流滤波后，得到稳定的直流电压输出。其自身含有大量的谐波干扰，同时由于变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流造成的尖峰都形成了电磁干扰源

设计意义及目的，包含buck开关电源的Buck电路基本原理和设计指标，参数计算及交流小信号等效模型建立，控制器设计Matlab电路仿真

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电子技术近年来发展迅猛，直流开关电源广泛应用于个人计算机、电信通信、系统、航空航天和生物医疗等领域，对开关电源的性能、功率密度、工作效率和可靠性的电子系统中有着广泛的应用，小型化成为必然的要求。本文介绍直流斩波BUCK电路设计。