Buck 电源设计的稳态工作状态 是电源持续、稳定为负载供电的核心场景，而对稳态下关键波形的分析，是深入理解电源控制架构、保障设计可靠性与性能的关键前提。
我们以 Microchip MIC24066 开关降压稳压器举例。
1. 稳态工作时的关键波形分析
下图是 MIC24066/7 系列同步降压稳压器在稳态工作时 的关键波形
（图片来源于Microchip）
1. 电感电流( IL)
- 波形形态：锯齿波，反映电感在 “储能 - 释能” 过程中的电流变化。
- IOUT : 负载电流的直流分量（稳态时，电感电流的平均值等于负载电流）。
- ΔIL(pp)：电感电流的峰峰值纹波（电流从谷值到峰值的变化量）。
- 物理意义：高边 MOSFET 导通时，电感 “储能”（电流上升）；低边 MOSFET 导通 / 续流时，电感 “释能”（电流下降），纹波大小由电感值、输入 / 输出电压和开关频率决定。
注：电感电流纹波的公式
ΔI_{L(pp)} = \dfrac{(V_{IN} \ - \ V_{OUT}) \times T_{ON}}{L}
2. 输出电压（VOUT）
- 波形形态：伴随电感电流纹波的小幅锯齿纹波。
- 关键公式：ΔVOUT(pp) = ESR × ΔIL(pp)
- ESR ：输出电容的等效串联电阻。
- 物理意义：输出电压纹波主要由 “电感电流纹波流经输出电容 ESR” 产生（若用低 ESR 陶瓷电容，此纹波会很小，需额外 “纹波注入” 设计，参考手册前文）。
注意 ：在大多数低 ESR 陶瓷电容应用中，电容充放电可能比 ESR 项更显著。
3. 反馈电压（VFB）
- 波形形态：与输出电压纹波同相位，但幅度被反馈电阻分压缩小。
- 关键公式：ΔVFB(pp) =ΔVOUT(pp) × R2 / (R1+R2)
- (R1、R2)：反馈分压电阻（将输出电压按比例缩小，与内部 0.6V 基准VREF比较）。
- 物理意义：反馈网络 “采样” 输出电压纹波到VFB引脚，使控制器能检测输出电压变化 —— 当VFB低于VREF时，触发下一个导通周期。
4. 高边驱动信号（DH）
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波形形态：周期性方波脉冲，代表高边 MOSFET 的导通时间（TON）。
- 估算的导通时间（由 VIN , VOUT 和开关频率FSW预先计算，公式：TON = VOUT /( VIN × FSW)。
- 导通触发条件—— 当VFB低于内部基准VREF时，立即启动下一个高边 MOSFET 的导通周期。
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物理意义：自适应导通时间控制架构的核心逻辑 —— 导通时间 “预先估算”，但关断时间由反馈电压动态调整：若输出电压下降（VFB跌落），会提前触发导通，实现 “快速瞬态响应”。
2. 整体逻辑： 稳态控制流程
- 高边导通阶段：高边 MOSFET 导通 → 电感电流上升 → 输出电容充电，VOUT略升 → VFB同步上升（但始终低于VREF）。
- 低边导通 / 续流阶段：高边 MOSFET 关断、低边 MOSFET 导通 → 电感电流下降 → 输出电容放电，VOUT略降 →VFB同步下降。
- 触发新导通周期：当 VFB < VREF时，触发下一个高边导通周期，重复上述过程。
3. 最后：
本文中的稳态工作时的关键波形分析忽略电容容抗、电感感抗等 “无功阻抗” 的影响 ，仅聚焦 “ESR 纹波” 和 “反馈分压” 对控制逻辑的作用，便于理解稳态工作时的关键波形。实际设计中，需结合电容类型（如低 ESR 陶瓷电容需额外纹波注入）优化反馈网络，确保 FB 纹波幅度与相位满足触发要求。
相关产品：
- 开关稳压器：MIC24066T-E/QNA
- 开关稳压器开发板： EV69G45A 非隔离式 buck输出
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