电路设计中会用到各种电源,包含DCDC和LDO,DCDC又有多种拓扑结构,比如BUCK,BOOST,BUCK&BOOST等,这些DCDC电路中都有二极管,那么二极管在电路中扮演什么角色,下面是我从相关资料上找的一些电路,分析了二极管在BUCK电路和BOO ST电路的作用,
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BUCK拓扑原理图(图1)
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图 1 BUCK电路拓扑
BUCK拓扑共有两种电路状态,当NMOS导通时,二极管处于截止状态,电流方向图2:
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图 2 NMOS导通等效电路
由于二极管中无电流流过,此时电路中可忽略此二极管。当NMOS关断时,由于电感中电流不能突变的特性,此时二极管提供了一个电流回路,起到续流的作用,此时电路状态如图3。
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图 3 NMOS关断等效电路
综上,我们就理解了,BUCK电路中二极管起到续流作用。
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BOOST电路拓扑(图4)
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图 4 BOOST电路拓扑
与BUCK电路拓扑相似,BOOST电路也有两种工作状态,当NMOS截止时,电路的状态如图5。
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图 5 NMOS截止等效电路
此时电流经过电感,通过二极管给负载进行供电,二极管的导通电阻很小,此时可以看做导线。但是如果电路中NMOS打开(图6)。
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图 6 NMOS导通等效电路
此时NMOS导通,当MOS管完全导通时,漏源极之间的Rds电阻很小,一般为几十毫欧,所以MOS的导通压降也很小。

假设此时电路中没有二极管D4,由于输出电容C7的存在,而且电容C7处于一个较高的电压,这时电容会通过浅绿色方向经过MOS管向地进行放电,这样会造成能量的损失,降低BOOST电路的效率。

如果在电路中添加二极管D4,由于二极管具有单向导电性,当NMOS导通时,二极管反向截止,输出电容C7就不会向地进行放电,此时电流经过电感、MOS管回到地,电感在这个过程中不断储存磁能量,为下一次给输出端的电容充电做准备。

综上,BOOST电路中二极管,避免了形成通路而导致不必要的损耗。
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BUCK 和BOOST中用到的二极管,一般为肖特基管,或快恢复二极管,管子参数也要根据电路要求来决定。
电路设计中会用到各种电源,包含DCDC和LDO,DCDC又有多种拓扑结构,比如BUCK,BOOST,BUCK&BOOST等,这些DCDC电路中都有二极管,那么二极管在电路中扮演什么角色,下面是我从相关资料上找的一些电路,分析了二极管在BUCK电路和BOO ST电路的作用,
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BUCK拓扑原理图(图1)
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图 1 BUCK电路拓扑
BUCK拓扑共有两种电路状态,当NMOS导通时,二极管处于截止状态,电流方向图2:
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图 2 NMOS导通等效电路
由于二极管中无电流流过,此时电路中可忽略此二极管。当NMOS关断时,由于电感中电流不能突变的特性,此时二极管提供了一个电流回路,起到续流的作用,此时电路状态如图3。
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图 3 NMOS关断等效电路
综上,我们就理解了,BUCK电路中二极管起到续流作用。
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BOOST电路拓扑(图4)
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图 4 BOOST电路拓扑
与BUCK电路拓扑相似,BOOST电路也有两种工作状态,当NMOS截止时,电路的状态如图5。
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图 5 NMOS截止等效电路
此时电流经过电感,通过二极管给负载进行供电,二极管的导通电阻很小,此时可以看做导线。但是如果电路中NMOS打开(图6)。
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图 6 NMOS导通等效电路
此时NMOS导通,当MOS管完全导通时,漏源极之间的Rds电阻很小,一般为几十毫欧,所以MOS的导通压降也很小。

假设此时电路中没有二极管D4,由于输出电容C7的存在,而且电容C7处于一个较高的电压,这时电容会通过浅绿色方向经过MOS管向地进行放电,这样会造成能量的损失,降低BOOST电路的效率。

如果在电路中添加二极管D4,由于二极管具有单向导电性,当NMOS导通时,二极管反向截止,输出电容C7就不会向地进行放电,此时电流经过电感、MOS管回到地,电感在这个过程中不断储存磁能量,为下一次给输出端的电容充电做准备。

综上,BOOST电路中二极管,避免了形成通路而导致不必要的损耗。
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BUCK 和BOOST中用到的二极管,一般为肖特基管,或快恢复二极管,管子参数也要根据电路要求来决定。