电源的本质就是能量搬运，而电子的世界中无非是电压和电流的问题，而电容代表的电压，电感代表的是电流，那用一个电流对电容充电是不是解决了电容能量补给的问题，那用什么器件对电容进行充电呢？
换句话哪个器件可以控制电流的大小呢？是不是电感和电阻都可以实现控制电流，看一下图一，通过电阻对电容充电，那这个电阻上是会消耗能量的，同样会降低电源的效率，所以这里我们不要用电阻给电容进行充电，那来看一下电感给电容充电电路图二，电感本身是无源器件不消耗能量对吧，电感可以通过电流的方式来转移电荷数,电容可以存储电荷数，电感和电容结合到一起是不是可以得到一个我们想要的输出电压，那回路上没有损耗直接所有的能量都给电容搬运过去了，效率是很高的。
▲图一
▲图二
电容两端的电压是不能激变的，但是电容两端的电流是可以激变的，也就是说在初始上电阶段电容两端电压为零，此时给电容充电，电容相当于短路，那这个时候的充电电流会从零突然出现，我们称这个突然出现的电流为浪涌电流，那此时的di/dt也是很大的对EMC、EMI也有很大的影响，所以需要想办法来解决这个di/dt的突变。
来看一下电感，电感两端的电压是可以激变的，但是电流是不能激变的，也就是说电感有遏制电流变化的能力，但是电感两端会有尖峰电压产生，即dv/dt比较大，同样会对EMC、ENI有较大的影响。
综合电容和电感的特性，是不是得到一个结论，电感上电流不能激变，电压可以激变，电容上电压不能激变，电流可以激变，看到这个结论是不是会想到用电感控制电容上的电流不激变，用电容控制电感上电压不激变，那电容和电感结合是不是最佳搭档，电容和电感结合到一起既不会出现浪涌电流也不会出现尖峰电压。
▲图三
那对电容充电就使用电感好吧，电容和电感是不是需要串联到一起如图三所示，串联电感的目的是为了遏制电容的浪涌电流，那这个电感需要接到Vbus端才会有能量下来回路如图三所示，那这个时候新的问题就出现了，电感的电流会一直上升，一开始从零开始上升，电感可以有效抑制电容的浪涌电流，但是随着时间的推移电感电流逐步上升，最终会到达电感的饱和点，到达电感饱和点以后电感就没有遏制电流的能力了，电感电流会直线上升，如图四所示，假设电感的饱和电流是1A，1A以下电感有遏制电流的能力，过了1A饱和点后电感上的电流就会一直上升直到电感损坏。
▲图四
如图五示我们需要输出电容上的电压是12V，输入高于输出,比如说Vbus=30V，那么电容上是不能一直充电的，一直充电会出现两个问题，一是电感会饱和，二是电容上的电压会等于Vbus电压，这都不是我们想要的，那么需要想个办法解决这个问题，那可以不可以充一会关一会，这样电感电流不会饱和，电容电压也不会到达Vbus,那是不是就需要开关来控制一下，加入开关以后的电路如图六示，如果想电感两端电压不激变，那开关是不是不能突然间断开，但是图中的开关会突然断开，那Vbus上的能量就下不来了，电感从Vbus下来的电流也就没有了。
▲图五
▲图六
看一下图七，这个时候开关突然断开，电感需要维持自身电流不下降，就会感应出一个左负右正的自感电动势，图七中电感右边的电压接电容，那电感右端电压就是电容上的电压了，不会在改变，为了维持电感自身电流不降低，那电感两端的压降持续升高，由于电感右侧电压固定，那在电感的左端会形成一个很深很深的负压，而且开关上边接的是Vbus电压，假设Vbus是310V那开关的下面是一个很深的负压，那这个开关的耐压是不是会不够，上正下负，而且负端很深，那这个开关最终会被击穿。
▲图七
电感上的尖峰电压是怎么产生的呢？
简单点说是电感本身特性所导致的，电感具有自感作用，这个一定要记住。我们从物理方面分析一下，电感具有遏制电流的作用，但是当开关突然断开后，那电路中电流是不是瞬间降为零的，开关断开后还会不会有电流呢？一个断开的回路，电流从何而来呢？
开关断开后回路没有了，那电流更不可能有了，但是模电研究的是过程，电感电流从有到无这个过程是需要我们研究思考的。
这个电流从有到无的过程中,电感是有遏制电流的能力的，那电流下降，电感需要努力阻止电流下降，怎么才能使得电流不下降呢，这个时候电感会感应出一个右正左负的电压，但是实际电路中开关是断开的，电流还是会持续下降的，电感需要感应出更高的左负右正的压差才能阻止电流继续下降。
那么由于开关是断开的，电流会持续下降到零，那这个过程中电感两端压差一直上升，电感一直努力阻止电流降低，尽管最终还是无能为力，电感也不会遗憾的，毕竟曾经努力过，虽然失败了但是虽败犹荣，那在这个过程中实际上电感两端就会产生尖峰电压，由于电感右端被电容电压锁定 ,那只能是在电感左端出现深度负压才能升高电感两端压差了是吧，时间又很短，电流变化又很大，就会形成一个很大的di/dt，那尖峰电压就会十分高，那么这个开关就会被击穿，那怎样操作才能使的di/dt降低呢？
首先解决上回的疑问，怎么操作才能降低di/dt，是不是在开关关断期间建立一个回路，那建立回路我们加一个电阻试试看怎么样，如图一示有了回路，电流降低到零的时间dt就增大了，那di/dt就小多了，这个回路称为续流回路。
（▲图一）
（▲图二）
我们看一下这个续流回路当开关ON期间，回路是什么样的,当开关ON时，回路如图二示，有两个回路电阻这一个回路会消耗能量，而且降低开关电源的效率，我们希望开关ON期间只有一个回路通过电感，给电容充电即可，来看一下开关OFF期间，如图三示此时续流开始，源是电感，电感作为电流源存在，在续流期间，从电感右端出发通过电容到地经过电阻回到电感的左端，这个过程中电阻同样在消耗能量，而且有电流流过电阻就会有压降，同样会在电感左端产生一个不小的负压，这并不是我们想要的结果。
综合开关ON和OFF期间的需求来说，我们希望在ON期间只有一条回路通过电感给电容充电，电感左端对地不能导通，而且电阻会增加功耗是不可取的，在OFF期间续流回路产生我们需要电感左端的负压要低，此时结论已出，单向导通嘛，那二级管就呼之欲出了，单向导通又能钳位负压一举两得，非它莫属，那我们看一下加入续流二极管的电路图，如图四所示。
（▲图三）
（▲图四）
继续分析续流回路，看图五示在开关OFF期间产生续流回路，会电感上感应出一个左负右正的感应电动势，根据续流回路分析电感右端接电容正极，电压等于电容上电压，电流从电感的正极流过电容到地经过二极管回到电感负极，地上电压为0V，那二极管要想导通，电感负端电压是不是等于-0.7V如图六示，那开关管两端的压降是多少？是不是Vbus+0.7V，那二极管的耐压在此基础上在放一点余量就可以了，贴片二极管也有耐高压的不一定非要使用插件二极管在使用贴片二极管时，画封装时候在贴片二极管下方开槽即可，目的是为了爬电距离和高湿环境下的安全。
（▲图五）
（▲图六）
那二极管的具体选型该怎么考虑呢？
假设输入电压为+100V，二极管耐压在+100V的基础上放30%---50%的余量就可以了，一般情况下选择耐压150V、200V的都可以，并不是耐压高的管子价格就一定高，管子的价格和库存出货量都有关系，出货量大的管子价格肯定会低，如果此时有耐压150V出货量低，有耐压200V出货量大的，那果断选择耐压高的这一款，具体出货量以及库存量需要和厂家沟通一下，不要在百度上直接搜索一个型号到时间买的时候找不到对应型号或者说已经停产了，一定要和厂家沟通确认，二极管的耐流量放到实际设计输出电流的20%就好。
分析BUCK电路中最神秘且重要的灵魂器件---电感
如图七示，俗话说：理解了电感的工作原理就理解了80%的BUCK电路，可见电感在BUCK电路中是多么重要，自感电动势的大小与电流变化率是成正比的，di/dt为单位时间内电流的变化率，电流从无到有与从有到无的瞬间变化率都是非常大的，在电路正常情况下电感的自感电动势感应出的电压是不会超过Vbus电压的，而且最大感应电流也是与实际电流方向相反的一个电流，用来阻止电流的变化。
（▲图七）
（▲图八）
当开关为ON时，开关闭合瞬间电感上的电流从零到有，会产生一个极大的di/dt，而这个极大的di/dt会在电源两端感应出一个接近Vbus的感应电压进而产生感应电流感应电流方向与输出电流方向相反，用来阻碍电流增大，随着时间推移，电感上的电流在缓慢的上升，电感电流的变化率di/dt在逐步减小，而电感两端的感应电动势也在逐步降低，且有电阻与电感分压可知随着电感电流的增大，电阻两端电压逐渐接近电源电压，电感两端压降逐渐降低直到为零电感进入饱和状态。
电感上电流上升下降波形示意图如图九示，当R=0Ω时来看一这个电路的等效电路如图八示，当开关闭合后，在电感上会感应出一个上正下负的感应电动势，忽略开关上的压降，感应电压等于Vbus一直不变，由电感电压公式U=L*di/dt，di/dt是一个固定的数值，也就是说电流上升斜率不变，电感的电流以相同的斜率递增，用来维持感应电压等于外部输入电压Vbus.
（▲图九）
也可以从公式角度进行分析：
di/dt::是电流斜率，Vin=Vbus电压，输入电压不会改变，电感L的值也不会改变，所以当R=0时，电感电流斜率不变，那电感两端电流的公式为：di/dt=VL/L ,VL:感应电压，L:电感量。
总结：感应电动势越高，电感电流的上升或者下降斜率就越大，感应电压等于输入电压时，斜率不变。
BUCK的拓扑图如图十示继续分析，之前介绍过说需要一个开关开通和关断电流用来使电感电流不会饱和，那这个开关肯定不能使用机械按键吧，不能使用开关电源时候需要调整的时候手动切换开关啊，这不现实，所以这里需要使用电子开关进行控制，能做开关的电子器件有什么呢？是不是三极管、MOSFET、IGBT都可以使用，具体使用哪一种我们后面在继续分析，那确认这里需要使用电子开关，我们是不是需要使用PWM波进行控制电子开关管的通断。
（▲图十）
假设现在我们有一个占空比为50%的方波，Ton=Toff，Ton为一个周期内高电平所占时间，Toff为一个周期内低电平所占时间，这里我们假设Ton=Toff那我们看一下电感上的电流波形如图十一示，每个周期中电感电流上升量等于电流下降量，这样电感才能达到平衡，如果电感电流上升量大于下降量或者下降量大于上升量电感经过多个周期后会饱和，对电流就没有遏制能力了。
（▲图十一）
假设电感饱和电流2A如图十二所示，当电感超过饱和电流后，电感电流会直线上升并损坏电感，只有电感处于平衡状态才是我们想要的，并且是我们设计电感时追求的波形。
（▲图十二）
总结：
①、电感电流的斜率与电感的感应电压有关与电感电流大小无关
②、电感两端的感应电压由Vin与Vout共同决定
③、电感上的平均电流等于负载电流
④、电感上的平均电流位于电感电流波形几何图形的中心
⑤、电感的感应电压与开关动作总是相反
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