確定異步BUCK的規格
輸入電壓（Vin）：12V
輸出電壓（Vout）：6V
最大輸出電流（Iout）：3A
開關頻率（fsw）：400kHz
輸出電壓紋波（ΔVout）：60mV
器件初步選型
NMOS管
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額定電壓（Vds）：在開關閉合階段，MOS管DS兩端承受的電壓Vin-Vout，BUCK剛開始工作時，Vout為0V，因此MOS管DS兩端承受的電壓最大值為Vin。所以，MOS管的額定電壓Vds需要大于輸入電壓Vin=12V，且留出一定余量。
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額定電流（Id）：MOS管中流過的電流最大值=電感中流過電流的最大值=電感中流過電流的平均值+最大紋波電流/2=最大輸出電流Iout+Iout * 40%/2=Iout*120%=3.6A。初步選型時直接取Iout的2倍以上，即6A以上。
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導通電阻（Rds(on)）：導通電阻越小，則導通損耗越小，效率越高。盡量選擇導通電阻最小的MOS管
續流二極管
- 二極管類型：選擇肖特基二極管，因為普通PN結二極管恢復時間太長，會導致巨大的開關損耗和電壓尖峰。
- 額定反向電壓（Vr）：開關閉合時，二極管兩端承受的電壓接近Vin，為二極管承受的最大電壓。所以額定反向電壓需要大于Vin。
- 額定正向電流（If）：與MOS管中流過的最大電流一樣為3.6A。If需要大于3.6A且有一定余量。
- 正向壓降（Vf）：越小越好。
電感
- 電感值（L）： L = (Vout * (Vin - Vout)) / (ΔIL * fsw * Vin)，其中ΔIL = (0.2 ~ 0.4) * Iout。計算得L=6.25uH~12.5uH，在這個區間取值即可。
- 電流值（I）：I > Iout + ΔIL/2，留出一定余量。
- 直流電阻（DCR）：越小越好，以減少導通損耗。
以上計算內容在之前一篇博客中有詳細說明，同時這里忽略了二極管壓降。
鏈接: BUCK電感選型
輸出電容
- 電容值（Cout）：使用公式： Cout >= ΔIL / (8 * f_sw * ΔVout)來進行計算，得出Cout應該大于6.25uF。這只是理論最小值，在實際中要考慮電容的等效串聯電阻（ESR）。
- 等效串聯電阻（ESR）：很多時候，輸出電壓紋波是由電容的ESR決定的，而不是容值。紋波電壓 V_ripple_esr = ΔI_L * ESR。因此必須選擇低ESR的電容，如陶瓷電容（MLCC）或聚合物電容。
- 額定電壓（Vc_out）：額定電壓需要大于Vout，而且在實際使用時，由于電容容差等因素，需要選擇至少兩倍于Vout的額定電壓。
輸入電容
- 電容值（Cin）：先根據經驗，選擇一個容值等于或稍小于輸出電容容值的電容。
- 等效串聯電阻（ESR）：同樣選擇低ESR的電容。
- 額定電壓（Vc_in）：額定電壓需要大于Vin，而且在實際使用時，由于電容容差等因素，需要選擇至少兩倍于Vin的額定電壓。
負載
- 阻值（R）：負載我們先使用一個電阻來代替，阻值R>Vout/Iout，即負載阻值需要大于2Ω。
開關控制
- 類型：使用一個電源脈沖來模擬控制NOMS管開關的PWM波。
- 參數：具體參數設置如下。
（注意：這里只關注主要參數，其他參數暫且放在一邊，先把異步BUCK電路搭建出來，之后再進一步討論相關參數對于電路的影響）
LPsice上的仿真電路中繪制
LPsice仿真結果
整體仿真結果
其中，藍色的為輸出電壓Vout，綠色的為電感中流過的電流量，紅色為負載中流過的電流量。
- 輸出電壓Vout在經過前期過沖與震蕩之后輸出穩定的6V電壓，符合要求。
- 負載中流過的電流在穩定之后約為0.6A，輸出電流=6V/10Ω=0.6A，符合要求。
- 電感中流過的電流在穩定之后紋波電流在0~1.2A之間，根據前面的計算電感紋波范圍為0到1.2A之間，符合要求。
局部仿真結果
其中，藍色的為輸出電壓Vout，綠色的為電感中流過的電流量，紅色為負載中流過的電流量，淡藍色為SW處的電壓值。
- SW處的電壓值隨著PWM波的變化而變化。
- 流過電感的電流值隨著PWM波變化而變化；開關閉合時電感充電，流過電感的電流值變大；斷開時電感放電，流過電感的電流值變小。
- 輸出電壓紋波滿足60mV的要求。
工作模式
通過調節負載電阻阻值可以使得電路處于CCM，BCM，DCM模式下：
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CCM模式
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BCM
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DCM
