Buck电路中输入输出电压与占空比的关系

在电子电路设计当中，存在着很多种电路形式。其中最为人们熟知的就是buck电路了，其被大量应用在电路设计当中，受到新手们的喜爱。本篇文章将从举例出发，对buck电路当中输入电压、输出电压、占空比的关系进行讲解。

下面首先对案例进行说明，当改变UC3843的RT电阻时，相应的输出方波的占空比一定会改变，那么负载上的输出电压Vo也会改变。但经过计算，Vo与输入电压12V之比并不等于选定RT后对应的占空比，这便出现了问题。

从上面的问题来看，是否是电压反馈的问题呢？通过试着将两个用于电压反馈的大电阻（50K，20K）进行不同阻值的配对，但是无论怎么改，负载输出电压并没有明显变化（不超过0.5V）。

总的来看，这个例子中的出现的问题就是在buck电路中的UC3843的RT电阻阻值对应的占空比D，与“负载输出电压Vo与输入电压12V之比”之间的关系并不明确。通过下面的一些图例来进一步说明问题。

图1

依照上图进行仿真，数据如下。（Saber软件）

图2

第二幅图中，橙黄色曲线为UC3843的2脚电压，绿色曲线为1欧姆负载上输出电压，蓝色曲线为MOS管G极驱动方波。

图3

占空比超过50%的情况下，为何负载输出电压却只有3.5V不到？

对案例中的问题有了大致的了解之后，接下来就可以进行问题的分析了。首先在使用3843时没有看到经过升压或者电平转换直接推高端NMOS的经过，有可能MOS管不能完全工作在开关状态，而可能工作在放大区，此时MOS管的损耗巨大。建议将IRF150换成一个PMOS，然后3843通过控制PMOS来实现NMOS开关。

之所以为大家介绍这种解决方法，是因为目前大多数的内置内置MOS管的BUCK芯片均采用这种思路，电路中包含自举电路将驱动升压。满足MOS管的Vgs大于10V以上时，如果MOS的损耗还是很大，那么就意味着可能是芯片的驱动能力出现问题。想要验证最大占空比是否受到限制，则可以增大输入电压，减小输出电压，再看输出电压是否正确。使用3843直接控制P-MOS效果同样，只是逻辑上相反

本篇文章针对buck电路当中输入电压、输出电压、占空比之间出现的一种问题进行分析，并给出了相应的解决方法。希望大家在看过本篇文章之后能够有所收获，解决出现在自己电路中同样的问题。