BUCK电路中的各类电压参数

此文，我们分析BUCK电路中具体有哪些类型的电压参数。

1. 根据电路节点分类

如图所示，以非同步BUCK电路为例，三个节点电压分别为输入电压（输入节点的电压）Vin 、开关节点电压 Vph 和输出电压（输出节点的电压）Vout ；三个导通压降分别为功率电感的直流电阻导致的压降 V_DCR 、高边开关管导通压降 V_(SW-H) 、续流二极管正向导通压降 V_D （非同步降压电路）或低边开关管导通压降 V_(SW-L) （同步降压电路）。从宏观的角度以电路中的“节点”来看，BUCK电路共有这6种电压类型。

注：这里的开关节点或Phase/PH节点电压使用Vph表示，以区别于开关管导通压降Vsw。

2. 根据交直流类型分类

从宏观角度看，BUCK电路中只有直流电压和交流电压这两种；细分的话，交流电压中又包括PH节点的斩波/方波电压、输出电压中的纹波电压。

从宏观角度看，输入电压、输出电压都是直流电压；实际上，它们都是有叠加交流电压或纹波电压的，只是可以使用 BUCK电路的直流增益和直流传递函数(2)中提到的“小纹波近似”方法，交流电压或纹波电压相对直流分量是可以被忽略的。

3. 三个导通压降

如前所述，BUCK电路有三个导通压降，分别为功率电感的直流电阻导致的压降 V_DCR 、高边开关管导通压降 V_(SW-H) 、续流二极管正向导通压降 V_D （非同步降压电路）或低边开关管导通压降 V_(SW-L) （同步降压电路）。

3.1 功率电感导通压降 V_DCR

参考3.2.7章节内容，在TON导通时间内功率电感上的平均电流为 I_OUT ，即公式(3.206)（ I_(L,TON,AVG) = I_OUT ）（后续更新）；所以，由功率电感直流电阻导致的压降 V_DCR 可以表示为(3.107)

其中，I_OUT 是电感平均电流，R_DC 是电感的直流电阻（DCR）。

3.2 高边开关管导通压降 V_(SW-H)

参考“3.3.8.2 高边开关管上的平均电流”章节内容，TON导通时间内高边开关管上的平均电流为 I_OUT ，即公式(3.230)（ I_(SW-H,TON,AVG) = I_OUT ）（后续更新）；所以，非同步或同步降压电路中高边开关管上的导通压降 V_(DS(ON)-H) 可以表示为(3.108)

其中，I_OUT 是TON导通时间内高边开关管上的平均电流，R_(DS(ON)-H) 是高边开关管的导通电阻。

3.3 低边开关管导通压降 V_(SW-L)

参考“3.3.9.2 低边开关管或续流二极管上的平均电流”章节内容，“续流二极管或低边开关管在TOFF时间内的平均电流等于功率电感在TOFF时间内的平均电流 I_OUT ”；同理可得，同步降压电路中低边开关管上的导通压降 V_(DS(ON)-L) 可以表示为

这里需要说明的是，

① I_OUT 通常表示的是负载电流，因为功率电感上的平均电流、高边开关管在TON导通时间内的平均电流、低边开关管在TOFF关断时间内的平均电流，都等于负载电流，所以也可以叙述为“I_OUT 是电感平均电流”，“I_OUT 是TON导通时间内高边开关管上的平均电流”，“I_OUT 是TOFF关断时间内低边开关管上的平均电流”同理。

② 这三个压降的区别是，V_DCR存在于整个TSW周期内，V_(SW-H)仅存在于TON导通时间内，V_D或V_(SW-L)仅存在于TOFF关断时间内。