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实用的BUCK变换器包括主电路和控制电路两大部分，前文讨论的仅为主电路。主电路有时又称功率级，是变换器实现功率变换的主体部分，控制电路主要作用是控制开关管的导通和截止，稳定输出电压或电流。
在主电路中，假设输出电压是稳定的，此时开关导通时间占空比是固定的，它等于输出电压与输入电压之比，那么是不是只要控制开关管的占空比保持固定不变，输出电压就自然稳定不变呢？实际上，在前文的推导过程中还假设了一个条件，即每个开关周期内开关导通时电感储存的能量正好在开关截止时全部释放，这样电路才能保持平衡，稳定工作。然而，能量的释放是通过负载消耗的，负载电阻稍有变化，这种平衡就会被打破，而占空比不变的情况下主电路无法通过调节能量储存的多少使电路重新恢复平衡，电路很快偏离稳定状态而失效。实验证明，若负载稍微偏小（负载电阻偏大），则由于多余的能量会造成电容充电大于放电，输出电压不断升高，甚至会高于输入电压。
使用电路不稳定的因素除了上述原因之外，还包括输入电压的波动、电路元器件参数的漂移、外部信号的干扰等，因此，有必要采取适当的控制措施使电路受到这些因素干扰时能自动保持稳定。
图3-12所示为主电路结构原理图，图3-13所示为主电路和稳压控制电路的结合。下面以MOSFET开关管为例，说明稳压控制电路的结构和工作原理。
图3-12 主电路结构图
图3-13 稳压控制原理
图3-13中，使用MOSFET作为开关管，这里暂时以N沟道为例进行说明，也就是说MOSFET栅极（G极）为高电平时控制开关管导通，低电平时截止。稳压控制回路包括三个环节，即采样、误差放大、PWM比较。通过上面的不稳定性原因分析可知，影响输出电压稳定的原因有很多，如果针对每一个原因设计一个调节电路将会使电路变得非常复杂，实际上最终关心的只是输出电压稳定这个结果，只要想办法让输出稳定，不管造成不稳的原因是什么都没有关系，而控制输出电压的关键就在于开关管导通时间的占空比，因此应将目标聚焦在占空比的调节。那么，占空比调大或调小的依据是什么呢？根据 U o = DU in 可知，当输出电压偏高时，应减小占空比，反之应增加占空比。那么首先需要知道输出电压是偏高还是偏低，这就需要设定一个参考电压，不断对输出电压进行采样并与参考电压进行比较，判断其误差是正还是负，再根据误差的大小调节占空比的大小，从而使输出电压回到期望值。根据上述思路，分析图3-13中控制电路的工作原理。
图3-13中控制回路由误差放大器（负反馈放大器）、参考电压、PWM比较器（电压比较器）、锯齿波（振荡器）构成。
控制信号的产生过程如下：①首先从输出端对输出电压进行采样，采样信号输入误差放大器（EA）的反相输入端，与同相输入端的参考电压 U ref 进行误差运算，并把运算结果进行放大，得到误差信号 U e ；②误差信号 U e 输入PWM比较器（COMP）的同相输入端，与反相输入端的锯齿波 U j 进行比较，比较器根据 U e 和 U j 的大小比较输出相应占空比的PWM信号以控制开关管的导通和截止。
图3-14说明了比较器输出的PWM控制信号的原理。PWM比较器输入的锯齿波频率和峰值不变，每个周期内电压线性增加，误差放大器输出的误差电压在一定时间范围内基本不变（相对于开关频率而言输出电压变化较慢）。在每个周期开始阶段，锯齿波电压比误差电压小，PWM比较器输出为高电平，开关管保持导通，随着锯齿波电压上升超过误差电压，PWM比较器输出为低电平，控制开关管截止。PWM波形如图3-14b所示。
图3-14 PWM信号的产生
假设输出电压出现向上波动（升高），则误差信号减小（因输出电压采样信号加至误差放大器的反相输入端），即在图3-14中，误差电压位置下降，PWM信号高电平时间减少，占空比减小，从而使输出电压减小。反之若输出电压偏低，则误差电压升高，占空比增加，输出电压向上调整。这样就实现了输出电压的动态调节，始终趋向设定的期望值，达到了稳压控制的目的。
在上述稳压控制方案中，输出电压的设定值由参考电压确定。也就是说，输出电压始终稳定在参考电压附近，比如要输出5V稳定电压，则只需要将参考电压设定在5V（使用基准电压源）即可。在实际应用中，有时输出电压并不一定与参考电压完全一致，比如希望输出电压为7.5V，那么在不更改参考电压的情况下，可以采用两个电阻串联分压的方式对输出电压进行采样，这样电路就会使分压点的电压稳定，通过串联电阻的分压比实现对输出电压的稳定控制。
恒流控制是指当输出负载或其他条件发生变化时，允许变换器输出电压变化，但输出电流保持不变，这种变换器可使LED的亮度保持稳定，是高质量LED应用的优选方案。对开关变换器而言，恒流控制与稳压控制在本质上没有太大区别，只需要把输出电流转换成采样电压即可，如图3-15所示。
在图3-15中，变换器的输出端串联了一个电流采样电阻 R S ，当输出电流流过 R S 时在 R S 上产生与电流成正比的电压，该电压加至误差放大器，当输出电流发生波动时，采样信号电压也会同方向成比例地变化，从而自动调节PWM信号占空比，使输出电流趋向稳定。输出电流的大小根据参考电压和电流采样电阻确定，其值为
图3-15 恒流控制原理
显然，为了减小采样电阻的损耗，采样电阻的阻值应尽量小，而参考电压的值也相应要小一些。