Buck恒流电源的输出纹波分析与优化设计

Buck开关电源设计中，输出波纹怎么计算？
对滤波效果而言，电容的ESL和ESR参数都很重要，电感会阻止电流的突变，电阻则限制了电流的变化率，这些影响对电容的充放电显然都不利。

优质的电容在设计及制造时都采取了必要的手段来降低ESL和ESR，故而横向比较起来，同样的容量滤波效果却不同。

纹波电压主要由几个部分引起
1、电容的ESR引起的
2、电容的ESL引起的
3、电容的充放电引起的
4、噪声引起的
以Buck开关电源为例来计算一下：
电容的ESR引起的纹波计算公式
电容的ESL引起的纹波计算公式
电容的充放电引起的纹波计算公式
对于此条计算可能有部分人不太理解，下面我们一起来分析一下：
当△ic流过理想电容C时，在C两端产生的电压变化如下
由上面图（f）中最下一个电流波形可知Buck 电路在达到平衡工作状态时, 在Io 的上方为电容充电电流, 而Io 下方为电容放电电流, 由图形中即可知纹波积分的上限应该选择.toff/2、下限取ton/2.
计算积分得到。

Buck电路的原理分析和参数设计连续工作状态一Buck工作原理将快速通断的晶体管置于输入与输出之间，通过调节通断比例（占空比）来控制输出直流电压的平均值。

该平均电压由可调宽度的方波脉冲构成，方波脉冲的平均值就是直流输出电压。

Q导通：输入端电源通过开关管Q及电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电。

电感相当于一个恒流源，起传递能量作用电容相当于恒压源，在电路里起到滤波的作用Q闭合:电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路，对负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。

导通时Q的电流闭合时C的电流L的电流和输出电流的关系。

输出电压与输入电压的关系（不考虑损耗）二 buck 的应用Buck 为降压开关电路，具有效率高，体积小，功率密度高的特点1．Buck 的效率Buck 的损耗：1.交流开关损耗 2.管子导通损耗3.电感电容等效电阻损耗Buck 的效率很高，一般可以达到60%以上，2．Buck 的开关频率频率越高，功率密度越大，但也同时带来了开关损耗。

在25~50KHZ 范围内buck 的体积可随频率的增大而减小。

三．参数的设计1．电感的参数电感的选择要满足直到输出最小规定电流时，电感电流也保持连续。

在临界不连续工作状态时 2120I I I -=ON OI T I V V L 20-=' ON I T LV V I I 012-=- 所以L L '≥ L 越大，进入不连续状态时的电流就越小2．电容的参数电容的选择必须满足输出纹波的要求。

电容纹波的产生：1. 电容产生的纹波： 相对很小，可以忽略不计2. 电容等效电感产生的纹波：在300KHZ~500KHZ 以下可以忽略不计3. 电容等效电阻产生的纹波：与esr 和流过电容电流成正比。

为了减小纹波，就要让esr 尽量的小。

不连续工作状态（1）开关管Q 导通，电感电流由零增加到最大（2）开关管Q 关断，二极管D 续流，电感电流从最大降到零； （3）开关管Q 和二极管D 都关断（截止），在此期间电感电流保持为零，负载由输出滤波电容来供电。

详细解析Buck电路开关电源纹波的有效抑制方法2013-10-11 09:51 来源：电源网作者：云际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。

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，这些尖峰就是输出纹波。

输出纹波主要来源于4个方面：低频纹波、高频纹波、共模纹波、功率器件开关过程中产生的超高频谐振等。

Buck电路产生纹波的机理及计算1、纹波电流计算电感的定义：λ为线圈磁链、N为线圈匝数、i为流经线圈的电流、Φ为线圈磁通。

如果式(1)两端以时间t为变量进行微分计算，可得：这便是大家所熟知的电感电压降回路方程。

现在假设对于每个单独的开关周期，在开关管导通状态和关断状态，输入输出电压都基本没有变化，可以写出导通状态和关断状态时的L两端的电压。

导通状态L两端的电压：关断状态L两端的电压：Vsat为开关管的导通压降;VF为二极管的导通压降。

由于Vsat和VF相对于Vi和Vo很小，这里忽略不计，可以得到：可以看出Von和Voff都是常数，即对于不论在导通状态还是在关断状态都有：为常数，所以可以用替换，代入式(4)并整理得：可以认为Δi就是电感线圈中的纹波电流，将导通和关断状态时的时间和电压式(2)和式(3)代入上式，分别写出导通状态和关断状态时的纹波电流表达式：Δion为导通状态纹波电流；ton为导通时间；Δioff为关断状态纹波电流；toff为关断时间。

一．设计要求1.输入电压直流200V。

2.阻性负载，负载电阻在5~20Ω范围内变化。

3.输出电流恒定于5A。

4.纹波电流（纹波电压）低于1%。

5.控制电路可用数字电路（单片机为核心），也可用模拟电路（PWM发生芯片为核心，如SG3525）二、基于buck变换电路的稳压电源：1.关于buck变换器目前高频高效的buck变换器的应用越来越广泛。

通常系统在满输出负载时，系统工作于ccm即连续电流模式。

但是，当系统的输出负载从满载到轻载然后到空载变化的过程中，系统的工作模式也会发生相应的变化。

对buck电路拓扑解释如下：•T是全控元件(GTR,GTO,MOSFET,IGBT)，当时，T导通。

•D：续流二极管。

•L和C组成LPF。

（1） 其工作原理如下：当 时，控制信号使得T 导通，D 截止，向L 充磁,向C 充电；当 时，T 截止，D 续流，U0靠C 放电和L 中电流下降维持。

（2） 主要波形为：[0,]t DT ∈[,]t DT T ∈（3） 假设及参数计算T ，D 均为理想器件，L 较大，使得在一个周期内电流连续且无内阻，直流输出电压U0为恒定，整个电路无功耗，电路已达稳态。

当晶体管T 导通工作模式： （0≤t ≤t1=KT ） 二极管D 导通工作模式：（t1≤t ≤T ）0LL d di u u u L dt=-=21011d I I IU U LL t t -∆-==01()d U U t I L-∆=21I I I ∆=-021I U L t t ∆=-021()U t t I L-∆=则由上式可得：如果假定buck 电路为无损的： 即开关周期T 可表示为 可求得 的表达为 或 及因此，电容上电压峰-峰脉动值为： 得： 或电流断续时状况：01021()()d U U t U t t I L L--∆==121,(1)t kT t t k T=-=-0dU kU =000d d U I U I kU I ==0I kI =00()1()d d I LU T f U U U ∆==-I ∆00()d dU U U I fLU -∆=(1)d U k k I fL -∆=42I T Q ∆∆=8c Q IU C fC∆∆∆==002()8d c dU U U U LCf U -∆=02(1)8c U k k U LCf -∆=• 求Av 根据伏秒平衡律：• 求Dp 平均电流为：据此可得：2.控制电路设计方案一：采用集成稳压器构成的开关恒流源，系统电路构成如图。

buck电路减小纹波措施
Buck电路具有简单、高效、成本低等优点，但是在实际应用中，其输出电压容易受到输入电压的变化和负载变化的影响，从而产生纹波。

为了减小纹波，可以采取以下措施：
1. 选用高质量的电容和电感，以降低输出纹波。

在选择电容时，应考虑其容值和工作电压范围，同时注意其ESR和损耗。

2. 采用电压稳定器，以降低输入电压的变化对输出的影响。

常用的稳压器有线性稳压器和开关稳压器，其中开关稳压器具有效率高的优点。

3. 增加输出滤波器，以降低纹波。

滤波器可以采用低通滤波器或降噪滤波器，选择合适的滤波器可以有效地减小纹波。

4. 增加反馈环路，以提高稳定性和减小纹波。

反馈环路可以实现输出电压的精确控制，同时可以减小电路的灵敏度和纹波。

以上措施可以单独或组合使用，根据具体情况选择合适的方案，可以有效地减小buck电路的纹波，提高其稳定性和可靠性。

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基于BUCK变换器的电源设计BUCK变换器是一种常用的电源设计方案，常用于将高电压转换为低电压供给电路。

它采用了脉宽调制（PWM）技术来有效地控制输出电压和电流，具有高效率和稳定的输出特性。

在进行基于BUCK变换器的电源设计时，需要考虑输入和输出电压、输出电流需求，以及稳定性、可靠性等因素。

下面将详细介绍BUCK变换器的电源设计过程。

首先，确定输入和输出电压。

根据应用需求，需要确定输入电压和输出电压的范围。

输入电压一般由系统电源提供，可以是直流电或交流电，也可以是电池供电。

输出电压则根据应用需求确定，可能是固定值或可调节的。

接下来，计算输出电流。

根据系统中各个组件的功率需求和电流消耗，可以估算出所需的输出电流。

输出电流需要考虑到系统的最大负荷情况，以确保BUCK变换器能够稳定输出所需的电流。

然后，选择合适的BUCK变换器芯片。

根据输入和输出电压、输出电流需求，选择合适的BUCK变换器芯片。

散热设计、开关频率、效率等因素也需要考虑进去。

常见的BUCK变换器芯片有TI的LM2596、ST的LM2596等，可以根据实际需求选择。

接着，设计输入滤波电路。

由于BUCK变换器对输入电压的纹波幅度和频率有一定的要求，因此需要设计输入滤波电路来滤除输入电压中的纹波。

输入滤波电路可以采用电感和电容组成的滤波器，根据输入电压的纹波要求来选择合适的电感和电容值。

然后，设计输出滤波电路。

BUCK变换器输出电压通常存在一定的纹波，为了减小或滤除输出电压的纹波，需要设计输出滤波电路。

输出滤波电路可以采用电感和电容组成的滤波器，根据输出电压的纹波要求来选择合适的电感和电容值。

接下来，进行稳压器设计。

为了保证BUCK变换器输出电压的稳定性，需要设计一个稳压器。

稳压器可以采用反馈控制电路，通过调整PWM宽度来实现对输出电压的精确控制。

稳压器还可以采用放大器、比较器等元件来构成反馈环路，以实现电压稳定。

最后，进行保护电路的设计。

由于BUCK变换器中存在高电压和高电流，还有可能出现过电流、过载、过温等情况，因此需要设计一些保护电路来保证BUCK变换器的正常运行。

BUCK电路方案设计在电子领域中，BUCK电路是一种非常常见且重要的电路方案。

BUCK电路是一种降压型DC-DC转换器，也被称为降压开关电源。

它通过将输入电压降低到一个较低的输出电压来实现电源调节功能。

BUCK电路的工作原理是，当开关管导通时，输入电压源通过电感和开关管输出到输出电容上，输出电压上升。

当开关管截止时，电感中的能量继续通过电容供应负载，输出电压下降。

通过这种方式，BUCK电路能够稳定地将输入电压变为较低的输出电压。

1.确定输入和输出电压要求：根据具体应用需求确定输入和输出电压范围。

在此基础上，选择合适的开关管和电感。

2.计算工作频率：选择合适的工作频率，一般常见的有几十kHz到几MHz的范围。

工作频率的选择要平衡转换效率和滤波器尺寸。

3.计算电感和电容值：根据输入和输出电压范围，使用以下公式计算电感和电容值：电感值（L）=（输出电压/工作频率）*（输入电压-输出电压）/输出电流电容值（C）=输出电流/（工作频率*最大纹波电压）4.根据负载要求计算开关管的最大电流和功耗：通过确定负载电流以及开关管的最大导通时间和导通电阻，计算开关管的最大电流和功耗。

5.添加反馈控制：为了实现稳定的输出电压，需要使用反馈控制回路。

一般采用PID控制，通过调节开关管的导通时间来实现输出电压的调节。

6.性能评估和优化：通过仿真和实验评估BUCK电路的性能，包括效率、稳定性和纹波等。

根据评估结果进行优化，例如选择更合适的元件、调整控制参数等。

总之，BUCK电路是一种常用且重要的电路方案，适用于很多应用场景。

通过合理的设计和优化，可以实现稳定、高效的输出电压。

在实际应用中，还需考虑元件的选取、温度变化等因素，并根据具体需求进行优化调整，以实现最佳的电路性能。

buck电路减小纹波措施
Buck电路是现代电子设备中非常常见的一种电源电路，代表了电源电路的基本原理。

但是，由于其输出电压受输入电压和负载变化的影响比较大，会导致输出端的纹波较大。

为了避免这种状况的出现，我们需要采取一些措施，下面让我们逐步介绍。

第一步：选择适当的滤波元件。

在Buck电路中，电感和电容通常用作滤波元件，以减少输出端的纹波。

如果误选了不适当的元件，那么就会使纹波增大。

因此，我们需要选择合适的电感和电容。

一般情况下，电感的数值应该大于负载的电感值，而电容的数值应该尽可能大，以便更好地滤波。

第二步：调整输出端电感的值。

输出端电感对Buck电路产生影响，其变化会影响输出端电压的稳定性。

因此，我们需要调整输出端电感的数值来控制纹波的大小，这需要在Buck电路的设计过程中考虑到。

第三步：合理设置系统出口的负载。

负载是Buck电路中产生纹波的一个重要因素。

当负载突变时，Buck电路产生的纹波也会随之变化，这就需要我们合理设置系统出口的负载，使其更加稳定。

在实际制造中，我们可以通过各种机制来实现，比如反馈控制等。

第四步：优化电源电路的布局和工艺。

电源电路的布局和工艺对于Buck电路纹波的减少也有很大的影响。

我们需要通过优化电源电路的工艺或布局，来减少信号线的互导和对设备产生的干扰。

综上所述，针对Buck电路纹波的措施有很多，我们需要做的就是合理选择滤波元件、调整输出端电感的数值、合理设置系统出口的负载以及优化电源电路的布局和工艺。

通过以上措施实现Buck电路的纹波减少，同时提高电源电路的稳定性和安全性。

基于BUCK变换电路的恒流源设计BUCK变换电路是一种常用的直流转换电路，它能够将高压、低电流的直流输入转换为低压、高电流的直流输出。

在很多应用中，需要使用恒定电流来供应负载，基于BUCK变换电路设计恒流源可以满足这种需求。

设计基于BUCK变换电路的恒流源，需要考虑以下几个方面：电流源的输出电流范围、输出电流精度、输出电压范围、工作频率、效率等。

首先，为了实现输出电流的范围和精度，可以在BUCK变换电路的输出端加入一个电流测量电阻，并通过采样电路将测量电阻的压降转换为电压信号。

接着，通过放大和反馈电路，将电压信号转换为控制信号来调整开关管的导通时间，从而实现对输出电流的控制。

其次，为了实现输出电压的范围，可以使用可调式反馈电压稳压器，通过控制输入电压来调整输出电压。

该稳压器可以通过运放、可变电阻和稳压二极管组成，通过控制可变电阻来调整稳压二极管正向偏置电流，从而实现对输出电压的控制。

在选择工作频率时，需要考虑开关管的导通损耗和开关频率对功率器件的影响。

较高的开关频率可以减小输出电感元件的体积，但同时也会增加导通损耗。

因此，在选择工作频率时，需要综合考虑功率器件的性能和输出要求。

在设计中还需要考虑电源效率问题。

为了提高效率，可以使用高效率的开关管和电源管理芯片，并合理设计电路拓扑以减小功率损耗。

此外，还需要注意综合考虑电路的稳定性、鲁棒性和可靠性。

在设计中，需要充分考虑各种参数的变化，以保证电路在不同工况下均能正常工作。

综上所述，基于BUCK变换电路的恒流源设计需要考虑电流和电压的控制、工作频率、效率、稳定性和可靠性等多方面因素。

设计时应综合考虑各种参数的变化，以满足不同应用的需求。

buck电路纹波电流计算公式摘要：I.引言- 介绍buck电路- 说明纹波电流的概念II.buck电路的工作原理- 阐述buck电路的基本组成部分- 讲解buck电路的工作原理III.纹波电流的计算公式- 介绍纹波电流的计算公式- 解释公式中各参数的含义IV.纹波电流计算公式的应用- 举例说明如何使用纹波电流计算公式- 分析纹波电流对电路性能的影响V.总结- 回顾buck电路纹波电流计算公式的重要性- 强调在实际应用中考虑纹波电流的重要性正文：I.引言Buck电路是一种广泛应用于电子设备中的电路，它能够将输入电压转换为稳定的输出电压，为电子设备提供稳定的电源。

然而，在buck电路的工作过程中，由于各种原因，输出电压会出现波动，这种波动就是纹波电流。

纹波电流的存在会影响电路的性能，因此需要对其进行计算和分析。

II.buck电路的工作原理Buck电路主要由开关器件、电感、电容和电阻等组成。

当开关器件导通时，电感上的电流线性增加；当开关器件截止时，电感上的电流通过电容和负载电阻放电。

通过调整开关器件的占空比，可以控制输出电压的大小。

III.纹波电流的计算公式纹波电流的计算公式为：i_rms = √(i_max^2 + i_min^2)其中，i_rms表示纹波电流的有效值，i_max表示纹波电流的最大值，i_min表示纹波电流的最小值。

IV.纹波电流计算公式的应用假设一个buck电路的输入电压为120V，输出电压为10V，负载电流为1A。

根据电路的工作原理，可以计算出开关器件的占空比为：D = (10V / 120V) = 1/12进而计算出纹波电流的最大值和最小值：i_max = D * i_load = (1/12) * 1A = 0.0833Ai_min = (1 - D) * i_load = (1 - 1/12) * 1A = 0.0333A最后，根据纹波电流的计算公式，可以计算出纹波电流的有效值：i_rms = √(i_max^2 + i_min^2) = √(0.0833A^2 + 0.0333A^2) = 0.0588AV.总结Buck电路纹波电流的计算公式为i_rms = √(i_max^2 + i_min^2)，通过这个公式，可以计算出纹波电流的有效值。

buck电路电感纹波的比例系数Buck电路是一种常见的降压型直流-直流转换器，广泛应用于电子设备电源、电池充电器等领域。

在Buck电路中，电感、电容和二极管等元件的选取与设计对于电路性能至关重要。

本文将重点介绍Buck电路中电感纹波比例系数的计算、影响因素及其应用。

一、Buck电路简介Buck电路主要由开关管、电感、电容和二极管等元件组成。

开关管在脉冲宽度调制（PWM）控制下，实现输入电压与输出电压之间的能量传递。

电感和电容分别用于滤波和平滑输出电压。

在Buck电路中，电感的作用尤为重要，不仅影响输出电压的纹波，还关系到电路的稳定性和效率。

二、电感纹波比例系数的计算电感纹波比例系数是衡量Buck电路输出电压纹波大小的一个重要参数，其数值表示为：K = (Vin × ton) / (2 × Vout × toff)其中，Vin为输入电压，ton为开关管导通时间，Vout为输出电压，toff 为开关管关断时间。

三、影响电感纹波比例系数的因素1.电感值：电感值越大，纹波比例系数越小，输出电压纹波越小。

但在实际应用中，电感值过大会导致电路体积和重量增加，成本上升。

2.开关频率：开关频率越高，电感的充放电速度越快，纹波比例系数越小。

但开关频率过高会导致开关损耗增大，电路噪声增加。

3.电容值：电容值越大，输出电压纹波越小，但电容体积和成本也会相应增加。

4.负载电流：负载电流越大，电感的电流变化率越大，纹波比例系数越大。

四、电感纹波比例系数在Buck电路中的应用1.设计阶段：在设计Buck电路时，根据所需输出电压、电流和负载特性，选取合适的电感、电容值，计算电感纹波比例系数，以确保输出电压的纹波满足设计要求。

2.性能优化：在实际应用中，可通过调整开关频率、电感电容参数等方法，优化电路性能，降低输出电压纹波。

3.故障诊断：当Buck电路出现故障时，可通过检测电感纹波比例系数的变化，判断故障原因和损坏元件。

详细解析Buck电路开关电源纹波的有效抑制方法
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。

 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，这些尖峰就是输出纹波。

输出纹波主要来源于4个方面：低频纹波、高频纹波、共模纹波、功率器件开关过程中产生的超高频谐振等。

 Buck电路产生纹波的机理及计算
 1、纹波电流计算
 电感的定义：
 λ为线圈磁链、N为线圈匝数、i为流经线圈的电流、Φ为线圈磁通。

如果。

buck电路减小纹波措施
Buck电路是一种常见的降压电路，它可以将高电压降低到所需的电压。

然而，在实际应用中，Buck电路中会产生一定的纹波。

纹波会带来一些不良的影响，如电子设备运行不稳定、电磁干扰等。

因此，降低纹波是Buck电路设计中需要重视的问题。

下面是一些减小Buck电路纹波的措施：
1. 加大输出电容。

Buck电路的输出电容越大，其输出电压的纹波就越小。

因此，在Buck电路中加入足够大的输出电容是降低纹波的有效方法之一。

2. 选择低ESR电容。

输出电容的ESR（等效串联电阻）也会影响Buck电路的纹波。

选择低ESR电容可以减少电容内部电阻，从而降低纹波。

3. 选择合适的开关频率。

Buck电路中的开关频率也会影响纹波。

一般来说，开关频率越高，纹波就越小。

但是，开关频率过高会导致转换损耗增加，因此需要选择一个合适的开关频率。

4. 优化电路布局。

在Buck电路中，线路长度、走线方式、电路板布局等因素都会影响纹波。

因此，合理的电路布局可以减小纹波。

以上是减小Buck电路纹波的一些常用措施，设计时可以根据实际情况选择合适的方法。

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buck电路电感纹波的比例系数（最新版）目录1.Buck 电路的概念和原理2.电感纹波的概念和产生原因3.纹波比例系数的定义和计算方法4.纹波比例系数对 Buck 电路性能的影响5.降低纹波比例系数的措施正文一、Buck 电路的概念和原理Buck 电路，中文翻译为“电路板支架”，是一种开关模式电源电路，其主要作用是将输入电压转换为较低的输出电压。

Buck 电路的工作原理是通过开关管进行周期性的开闭，使电感上的电流呈脉冲状，从而实现输入电压的有效转换。

二、电感纹波的概念和产生原因电感纹波是指在 Buck 电路中，由于开关管的工作导致电感上的电流发生脉冲变化，从而产生的一种电磁干扰。

这种干扰体现在输出电压上，表现为电压的波动，从而影响电路的性能。

三、纹波比例系数的定义和计算方法纹波比例系数是用来描述纹波电压与输出电压之比的一个参数，通常用百分比表示。

其计算方法为：纹波电压的有效值除以输出电压的有效值，再乘以 100%。

四、纹波比例系数对 Buck 电路性能的影响纹波比例系数越大，表示纹波电压对输出电压的影响越大，电路的性能越低。

在实际应用中，为了提高 Buck 电路的性能，需要尽量降低纹波比例系数。

五、降低纹波比例系数的措施1.选择合适的电感值和电容值：通过调整电感与电容的数值，可以改变纹波电压的有效值，从而降低纹波比例系数。

2.增加滤波电容：滤波电容的作用是平滑电感上的脉冲电流，减小纹波电压。

增加滤波电容的容值，可以降低纹波比例系数。

3.选择合适的开关管：开关管的性能直接影响到 Buck 电路的纹波比例系数。

选择具有快速开关速度和低开关损耗的开关管，可以降低纹波比例系数。

4.调整开关频率：通过调整开关管的开关频率，可以改变纹波电压的有效值，从而降低纹波比例系数。

一般来说，开关频率越高，纹波比例系数越低。

总之，在 Buck 电路中，纹波比例系数是一个关键的性能参数。

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华中科技大学硕士学位论文摘要为了保证便携式电子设备高效、稳定地工作，其电压调节模块需要快速的瞬态响应速度和高轻负载效率。

恒定导通时间控制（Constant on time，COT）技术作为一种变频控制方式，因其瞬态响应速度快以及轻载效率高等优点，被广泛应用于负载点转换器和电压调节器中，但COT控制存在着稳定性和开关频率变化范围过大的问题。

精确的小信号模型对于研究DC-DC变换器的稳定性具有十分重要的作用，文献中只研究了电阻负载下COT控制Buck变换器的建模与稳定性问题，本文基于描述函数法建立了电流模COT控制和基于纹波的COT控制Buck变换器在电流源负载下的小信号模型，模型从低频一直到1/2开关频率处都与实际情况吻合。

并将它们与电阻负载下的模型进行了对比研究。

根据建立的模型讨论了COT控制Buck变换器稳定性设计步骤和设计方案。

基于PLL的频率锁定技术在解决COT控制DC-DC变换器开关频率变化范围过大方面有很多优点。

但不合适的PLL环路设计，会导致占空比抖动、更高的输出电压纹波，甚至引起参考频率失去跟踪，并最终丧失使用PLL环路的所有好处，而这个问题在文献中还没有很多系统性的研究，因此，本文基于描述函数法建立了基于PLL的COT控制变换器中锁相环环路在CCM模式和DCM模式下的小信号模型，研究了由参数变化引起的稳定性问题，并基于导出的模型，对自适应带宽的锁相环环路结构进行了验证。

关键词：恒定导通时间控制；描述函数法；稳定性；开关频率；锁相环华中科技大学硕士学位论文AbstractIn order to guarantee portable electronic devices working efficiently and reliably, the voltage regulation module should work with fast transient response and high light-load efficiency. Constant-on-time (COT) control, which is a kind of PFM control technique, has advantages of fast transient response speed and high efficiency and is widely used in point-of-load converters and voltage regulators. But there are some problems in the system stability and switching frequency range of COT control.The accurate small-signal model plays an important role in studying the stability of DC-DC converter. In the previous literature, the modeling and stability analysis of COT-controlled Buck converter is conducted under resistive load. In this paper, based on the description function method, a small signal model of current mode COT control and ripple-based COT control Buck converter under current source load is established, and the model is accurate up to the frequency of 1/(2T CLK). Then, the current source load model is compared with the the resistive load model. Based on the derived model, the design schemes of the stability of COT control Buck converter are discussed.PLL-based frequency locking technology has many advantages in solving the wide range of the switching frequency of the DC-DC converter. But an inappropriate PLL loop design will result in duty cycle jitter, higher output voltage ripple, and even cause the lost tracking to the reference frequency, and eventually lose all the benefits of using the PLL loop, but this problem has not been systematic studied in the previous literature. Therefore,华中科技大学硕士学位论文in this paper, a small signal model of PLL in CCM mode and DCM mode is established based on the description function method. The stability problem caused by parameter change is studied in PLL-based COT control converters. And based on the derived model, an adaptive bandwidth phase-locked loop structure is verified.Key words：Constant on time；Describing function method；Stability；Switching frequency；PLL华中科技大学硕士学位论文目录摘要 (I)Abstract............................................................................................................. I I 1 绪论1.1 论文研究背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 论文的主要内容和安排 (5)2 COT控制Buck变换器的小信号建模研究2.1 Buck型DC-DC变换器小信号建模方法回顾 (7)2.2 电流模COT控制Buck变换器的建模研究 (14)2.3 基于纹波的COT控制Buck变换器建模研究 (25)2.4 本章小结 (45)3 COT控制Buck变换器的开关频率稳定性研究3.1 研究现状 (46)3.2 CCM模式下锁相环环路建模 (52)3.2 DCM模式下锁相环环路建模 (58)3.3 锁相环环路设计 (65)3.4 自适应带宽锁相环 (69)3.5 本章小结 (72)4 总结和展望4.1 总结 (73)4.2 展望 (74)致谢 (75)参考文献 (76)华中科技大学硕士学位论文1 绪论1.1 论文研究背景和意义电源作为所有电子设备的“心脏”，担负着给各个模块供电的任务，在电子产品中有着举足轻重的地位。

buck电路输出滤波电容计算在电路设计中，滤波电容器是一种用于抑制电源噪声和稳定电路工作的元件。

在Buck电路中，滤波电容起到平滑输出电压的作用，它可以滤除输出电压中的纹波。

在设计Buck电路输出滤波电容时，我们可以根据如下步骤进行计算：1.确定滤波目标：首先需要确定所需的滤波效果。

一般来说，滤波电容的目标是将输出纹波电压控制在一定范围内，通常要求输出纹波电压的峰峰值不超过所需电压的1%-5%。

2.计算输出纹波电压：输出纹波电压是指Buck电路输出电压中的交流成分。

它可以通过如下公式计算得到：Vr = (Io * D) / (f * C)其中，Vr为输出纹波电压，Io为负载电流，D为占空比，f为开关频率，C为滤波电容。

3.确定滤波电容的最小值：根据滤波目标和输出纹波电压的计算结果，可以确定滤波电容的最小值。

一般来说，滤波电容的最小值可以通过如下公式计算得到：Cmin = (Io * D) / (Vr * f)其中，Cmin为滤波电容的最小值。

4.考虑电容器的ESR值：电容器的ESR（等效串联电阻）会影响滤波效果。

ESR越大，滤波效果越差。

因此，在实际计算中，还需要考虑电容器的ESR值。

一般来说，可以根据滤波电容的最小值和ESR值的比例，确定滤波电容的实际值。

5.选择合适的电容器：根据计算结果，选择合适的滤波电容。

一般来说，电容器的电压容量需要大于Buck电路的输出电压，以确保电容器能够正常工作。

需要注意的是，在选择滤波电容时还需要考虑其尺寸和成本。

较大的滤波电容可以提供更好的滤波效果，但也会增加电路的尺寸和成本。

因此，在实际设计中需要进行权衡。

综上所述，Buck电路输出滤波电容的计算需要考虑滤波目标、输出纹波电压、ESR值等因素。

通过合理计算和选择，可以设计出满足设计要求的Buck电路输出滤波电容。

金卤灯电子镇流器Buck电路的优化设计金卤灯(MHL)作为一种绿色照明光源在室内外照明领域中逐渐得到了广泛的应用，然而，在用法这种绿色照明光源时，与之配套的金卤灯镇流器则是实现绿色金卤灯照明的关键所在。

Buck是金卤灯电子镇流器的重要组成部分，主要用于在金卤灯稳态工作时的恒功率供电。

因此，Buck 电路的设计对囫囵电子镇流器的性能有十分重要的影响。

2 金卤灯电子镇流器金卤灯是HID灯中性能最为优越的一种电光源，具有光效高、寿命长、显色性好等优点，因而具有广大的进展前景。

金卤灯的伏安特性呈负阻特性，因为具有负阻特性的气体放电灯是不能挺直接人恒定的电网上去的，所以必需配备镇流器才干正常工作。

因为金卤灯在高频下工作简单产生声谐振，而低频方波点灯的计划可以有效克服金属卤化物灯(MHL)声谐振，因此本文采纳低频方波点灯的计划。

传统的低频方波点灯计划是典型的三级低频方波电路，其电路原理框图1所示。

普通来说，其第一级PFC电路通常采纳Boost PFC电路，主要功能是提高功率因数，同时把50 Hz／220 V沟通电改变成直流电(本文中为400 V直流电)；其次级DC／DC采纳Buck降压电路，主要功能是控制输出电压和的大小，把400 V的直流电压降低到85 V；第三级为低频全桥逆变电路，用于将直流电转换为低频方波给金卤灯供电，以避开金卤灯工作在直流状态下时影响灯的寿命，同时也可避开金卤灯在高频下发生声谐振现象。

这种三级低频方波电路中的点火电路用于完成金卤灯的启动和正常供电，控制和庇护电路则可实现囫囵电路的协调工作，包括金卤灯的启动控制、电流功率控制及金卤灯的庇护控制等。

本文主要研究70 W金卤灯电子镇流器中新型Buck电路的设计办法。

3 Buck电路的设计Buck电路是金卤灯电子镇流器的中间部分，本文采纳电流峰值控制芯片UC3843来实现的驱动控制，它通过检测Buck回路中的电流，也就是通过检测采样R两端的电压来实现对MOS管的控制。