降壓-升壓(Buck-Boost)轉(zhuǎn)換器能夠根據(jù)應(yīng)用使用相同的電路對(duì)電壓進(jìn)行升壓或降壓。

開關(guān)模式電源轉(zhuǎn)換器是廣泛用于多個(gè)行業(yè)的電子技術(shù)，包括工業(yè)、商業(yè)、公用事業(yè)和消費(fèi)市場(chǎng)。對(duì)于基于低功耗DC/DC轉(zhuǎn)換的應(yīng)用，大多數(shù)現(xiàn)代電源轉(zhuǎn)換都是使用三種主要類型的電源轉(zhuǎn)換器來完成的 - 降壓(Buck)，升壓和降壓(Buck-Boost) - 升壓(Boost)。

降壓-升壓(Buck-Boost)轉(zhuǎn)換器能夠根據(jù)手頭的應(yīng)用使用相同的電路對(duì)電壓進(jìn)行升壓或降壓。

降壓-升壓(Buck-Boost)轉(zhuǎn)換器的基礎(chǔ)知識(shí)

降壓轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入電壓進(jìn)行降壓，而升壓轉(zhuǎn)換器則對(duì)輸入電壓進(jìn)行升壓。這兩種轉(zhuǎn)換器都適用于特定的應(yīng)用范圍。然而，某些應(yīng)用需要根據(jù)特定條件或迎合特定操作場(chǎng)景同時(shí)對(duì)輸入電壓進(jìn)行升壓和降壓。在這種情況下，將兩種轉(zhuǎn)換器分開安裝并不理想。因此，可以使用降壓-升壓轉(zhuǎn)換器電路，因?yàn)樗Y(jié)合了降壓轉(zhuǎn)換器和升壓轉(zhuǎn)換器的元件。降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的電路圖如圖1所示。

圖 1.降壓-升壓(Buck-Boost)轉(zhuǎn)換器的電路圖

降壓轉(zhuǎn)換器通常將輸入電壓調(diào)節(jié)至從零到略小于輸入電壓的值。另一方面，升壓轉(zhuǎn)換器在電感器中存儲(chǔ)能量的模式和電感器釋放以滿足輸出要求的模式和電感釋放存儲(chǔ)的能量以重新對(duì)電容器充電同時(shí)保持整體能量平衡的模式之間切換電路。在傳統(tǒng)的降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的情況下，這兩種操作都是可能的。基本轉(zhuǎn)換器的幾種變體可用于在低頻和高電壓水平下工作。但是，基本原理對(duì)于所有人來說都是共同的。

簡(jiǎn)單來說，降壓-升壓轉(zhuǎn)換器可以從電壓水平小于或大于輸出電壓的電源提供穩(wěn)定的直流輸出。一些應(yīng)用需要具有調(diào)制輸入電壓的能力，包括輸入電壓變化很大的電池等儲(chǔ)能系統(tǒng)。這是因?yàn)榭梢哉{(diào)節(jié)電池的充電周期和放電周期。當(dāng)電池充滿電時(shí)，電池兩端的電壓通常大于所需的輸出電壓。在這種情況下，可以使用降壓轉(zhuǎn)換器來保持穩(wěn)定的電源電壓。同樣，當(dāng)電池放電時(shí)，電壓水平降低，是導(dǎo)致電池處于需要充電才能使用的階段。

先進(jìn)的降壓-升壓(Buck-Boost)工作原理

眾所周知，降壓-升壓(Buck-Boost)轉(zhuǎn)換器將輸入側(cè)的正直流電壓轉(zhuǎn)換為輸出側(cè)的負(fù)直流電壓。開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)決定了電路的工作性質(zhì)。

在導(dǎo)通狀態(tài)經(jīng)電感器的電流線性增加。二極管不導(dǎo)通。如圖 2 所示。在關(guān)斷狀態(tài)下，二極管傳導(dǎo)電流，能量從電感器傳遞到電容器。這導(dǎo)致電感電流的減小，盡管通過電感的電流不能突然改變[。如圖 3 所示。需要注意的是，能量從電感器傳遞到電容器，導(dǎo)致電阻器兩端的電壓與輸入電壓相比，其極性相反。

圖 2.降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的導(dǎo)通工作原理

3.降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的關(guān)斷狀態(tài)工作原理

在電路的穩(wěn)態(tài)工作期間，可以根據(jù)電感電流值定義兩種工作模式。如果電感電流從未達(dá)到零，則稱為連續(xù)導(dǎo)通模式。但是，如果電感電流達(dá)到零，則電感器以不連續(xù)工作模式。

降壓-升壓(Buck-Boost)工轉(zhuǎn)換器的輸入電壓和輸出電壓之間的關(guān)系可以用以下公式表示：

Vout=DVin/(1D)

其中 D 是占空比。

占空比定義為開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間的百分比。換句話說，電感和電容的并聯(lián)組合形成二階低通濾波器，通過降低電壓紋波來平滑開關(guān)動(dòng)作，同時(shí)產(chǎn)生干凈的直流電壓。

關(guān)鍵要點(diǎn)

對(duì)于基于低功耗DC/DC轉(zhuǎn)換的應(yīng)用，大多數(shù)現(xiàn)代電源轉(zhuǎn)換是使用三種主要類型的電源轉(zhuǎn)換器完成的 - 降壓，升壓和降壓- 升壓。

降壓轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入電壓進(jìn)行降壓，而升壓轉(zhuǎn)換器則對(duì)輸入電壓進(jìn)行升壓。

降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的輸入電壓和輸出電壓之間的關(guān)系可以用以下公式表示：

Vout=DVin/(1D)Vout=DVin/(1D).