1 、Buck電路原理

開關電源的Buck電路是一種降壓型DC－DC轉換電路，其輸出電壓低于輸入電壓。Buck電路拓撲結構如下圖所示，其中S是開關管，D是續流二極管，L是電感、C是濾波電容，R是負載電阻：

其中開關管選擇MOS管，通過PWM波控制MOS管導通和關閉，來控制電感的儲能和釋放能量，實現降壓。

當開關管S導通時，開關管導通電阻比較小，相當于短路，Ui經過S、電感L給電容C充電，也是給電感L充電，同時也給負載R供電。由于電感電流不能突變，電感會產生感應電動勢來阻礙電流變化（變大），電動勢方向為左正右負，電感兩端電壓為UL = Ui – Uo，此時二極管處于截止狀態，相當于斷路。電流流向圖如下圖所示：

當開關管S斷開時，流過電感L的電流會減小，由于電感電流不能突變，電感會產生感應電動勢阻礙電流減小，電動勢方向就是右正左負，電感兩端電壓為輸出電壓UL = Uo ，此時二極管導通。電流經過濾波電容C，經過負載R，再經過續流二極管D構成回路，電感和電容共同為負載供電。電流流向圖如下圖所示：

下面我們對流過電感的電流及電感兩端電壓在開關管閉合斷開過程中變化趨勢進行分析，同時對輸出電壓變化進行分析。MOS管開關周期為TS，開關管導通時間為Ton，閉合時間為Toff，占空比D =Ton/TS。
根據伏秒平衡定律，即 ULTon = ULToff（這里對此不作公式推導），對于Buck電路而言：

UL*Ton= ( Ui– Uo)*Ton；

UL*Toff = Uo * (TS – Ton) ；

(Ui – Uo)*Ton = Uo * (TS – Ton)；

通過公式推導，占空比參數D = Ton/TS=Uo/Ui。對上述參數有了理解后，我們進行分析。

當開關管閉合時，Ui給電感充電，隨著時間增加，流過電感電流增加，兩端負載R不變，因此輸出電壓也不斷增大，當電壓高過Uo時，開關管斷開，斷開后，電感給負載供電，隨著時間增加，電路中電流減小， 輸出電壓也不斷減小，若一直斷開則電壓會降為0，因此不等電壓降為零開關就又閉合進行新一輪的充電，通過PWM嚴格控制開關管導通閉合時間。通過周期反復控制開關管的導通與關斷，來控制電感的儲能和釋放能量，實現降壓。

電感電流及輸出電壓變化趨勢如下圖所示：圖示Uo的平均值為設計所需的實際值，上下浮動則為我們所說的紋波。

開關管閉合時：

開關管斷開時：

輸出電壓：

2、同步Buck電路

由于二極管導通時至少存在0.3V的壓降，因此續流二極管D上會有功耗損失，而以導通電阻極小的MOS管取代續流二極管可以提高效率。

需要注意的是，通過控制器同時控制開關管和同步整流管，要保證兩個MOS管不同時導通。