buck电路最大输出电流与占空比的联系

Buck电路被大量应用在电路设计中，其中最大输出电流的确定是部分初学者比较头疼的问题，对这个数值与占空比之间的关系比较迷茫。本篇文章将从实例出发，对buck电路中的最大输出电流确定进行详尽的全方位探讨。

首先我们先来看下例子，在buck电路中连续模式下，输出电压Vo=输入电压Vdc×占空比D。假定Vdc，Vo均为定值，那么占空比也必然是恒定值。如果负载电流突然变大，应该是需要输入功率变大，占空比增大，从而使得电感存储更多的能量才对。

但矛盾的是，此处占空比虽然增大，但输出电压不是会改变吗?网络上的说法是，负载电流突然变大后，占空比先增大后减小，最后是输入电流Idc增大使输出电流增大，那么这种说法正确吗？假如是对的，那么buck电路的最大输出电流是怎么确定的呢？

下面我们就来一一分析，例子中列出的Vo=输入电压Vdc×占空比D仅仅是理论理想公式，如果想要计入开关的损耗和电感损耗，实际输出将是输出/输入不变下，PWM随电流而变。

关于瞬态电流，原则上只进行电应力计算，不做热应力考核。关于稳态电流，需要做电应力/热应力考核。可以看出，对于电源的最大电流，不是一个值，而是一组数据。它们需要根据实际情况考核不同指标。理想恒压模式下，改变的输出电流，输出功率增大，所以输入功率也会增大的。当在恒压模式下，输出电压不变，占空比是不会变的。

BUCK的电感，实际上并不是人们口中的变压器，能量不是由电感全部储存然后传递的。按照例子中的假设，输出负载电流突然变大，输出功率是变大，输入功率也变大，但这个增加的功率不是由电感储存的能量提供的。但这个增加的功率不是由电感储存的能量提供的。

有人会觉得迷惑，buck电路不是在mosfet导通阶段吗，输入电流可以直接给输出供电，不仅仅对电感充电?如果这样，那如果占空比很小的情况，比如310V转15V的时候，输出的电流基本上都是电感储存的能量吗？

实际上这里指的是电感传递的能量占输出总能量的大小，比例的问题则需要举例说明，即使是310V转15V，只要电感电流连续，输出1A跟输出10A，电感传递能量不变还是电感传递能量占总输出的比例不变。

电压模式的buck电路对电流没有限定。所以要额外增加过流保护。否则发生短路时，电流会很大，直至烧毁开关管。电流模式的buck，本身自带有限流功能。

理论上，如果没有元器件在电流变化时的压降变化，那么当电流增加时，占空比就不变，在开关管开通时输入电流也增加，这时候电感中的直流电流也增加了，存储的能量也在增加，续流时对外供能量。电流增加的限制应该是所选元器件和线路的传递电流及散热能力决定的，还有电源，如考虑实际中电流增加时各处压降，占空比肯定会有变化去补偿压降。

负载变化输出电压是不会变化的，因为输出电压是受到运放的基准源控制的。也就是说输出电压被“钳位”了。调节负载，的确会改变占空比。在这里占空比的变化只是改变“电感的充电时间”，输出端要的电流量（功率）变化了，那么输入端给的电流量（功率）也相应的变化了，可以通过钳形电流表检测能看出他们之间的变化。

在理想情况下，占空比是要先增大，使得电感电流涨上去，然后再恢复原来的占空比。实际中，电源内阻、输入线路内阻、MOS内阻、电感内阻、续流二极管压降这些不理想因数都在影响着占空比。

本篇文章通过实例从各个方面对buck电路中的最大输出电流确定，以及最大输出电流与占空比之间的联系进行了讲解，希望大家在阅读过本篇文章之后能够有所收获。