降压-升压(Buck-Boost)转换器的基础知识

降压-升压(Buck-Boost)转换器能够根据应用使用相同的电路对电压进行升压或降压。

开关模式电源转换器是广泛用于多个行业的电子技术，包括工业、商业、公用事业和消费市场。对于基于低功耗DC/DC转换的应用，大多数现代电源转换都是使用三种主要类型的电源转换器来完成的 - 降压(Buck)，升压和降压(Buck-Boost) - 升压(Boost)。

降压-升压(Buck-Boost)转换器能够根据手头的应用使用相同的电路对电压进行升压或降压。

降压-升压(Buck-Boost)转换器的基础知识

降压转换器对输入电压进行降压，而升压转换器则对输入电压进行升压。这两种转换器都适用于特定的应用范围。然而，某些应用需要根据特定条件或迎合特定操作场景同时对输入电压进行升压和降压。在这种情况下，将两种转换器分开安装并不理想。因此，可以使用降压-升压转换器电路，因为它结合了降压转换器和升压转换器的元件。降压-升压转换器的电路图如图1所示。

图 1.降压-升压(Buck-Boost)转换器的电路图

降压转换器通常将输入电压调节至从零到略小于输入电压的值。另一方面，升压转换器在电感器中存储能量的模式和电感器释放以满足输出要求的模式和电感释放存储的能量以重新对电容器充电同时保持整体能量平衡的模式之间切换电路。在传统的降压-升压转换器的情况下，这两种操作都是可能的。基本转换器的几种变体可用于在低频和高电压水平下工作。但是，基本原理对于所有人来说都是共同的。

简单来说，降压-升压转换器可以从电压水平小于或大于输出电压的电源提供稳定的直流输出。一些应用需要具有调制输入电压的能力，包括输入电压变化很大的电池等储能系统。这是因为可以调节电池的充电周期和放电周期。当电池充满电时，电池两端的电压通常大于所需的输出电压。在这种情况下，可以使用降压转换器来保持稳定的电源电压。同样，当电池放电时，电压水平降低，是导致电池处于需要充电才能使用的阶段。

先进的降压-升压(Buck-Boost)工作原理

众所周知，降压-升压(Buck-Boost)转换器将输入侧的正直流电压转换为输出侧的负直流电压。开关的导通状态决定了电路的工作性质。

在导通状态经电感器的电流线性增加。二极管不导通。如图 2 所示。在关断状态下，二极管传导电流，能量从电感器传递到电容器。这导致电感电流的减小，尽管通过电感的电流不能突然改变[。如图 3 所示。需要注意的是，能量从电感器传递到电容器，导致电阻器两端的电压与输入电压相比，其极性相反。

图 2.降压-升压转换器的导通工作原理

3.降压-升压转换器的关断状态工作原理

在电路的稳态工作期间，可以根据电感电流值定义两种工作模式。如果电感电流从未达到零，则称为连续导通模式。但是，如果电感电流达到零，则电感器以不连续工作模式。

降压-升压(Buck-Boost)工转换器的输入电压和输出电压之间的关系可以用以下公式表示：

Vout=DVin/(1D)

其中 D 是占空比。

占空比定义为开关导通时间的百分比。换句话说，电感和电容的并联组合形成二阶低通滤波器，通过降低电压纹波来平滑开关动作，同时产生干净的直流电压。

关键要点

对于基于低功耗DC/DC转换的应用，大多数现代电源转换是使用三种主要类型的电源转换器完成的 - 降压，升压和降压- 升压。

降压转换器对输入电压进行降压，而升压转换器则对输入电压进行升压。

降压-升压转换器的输入电压和输出电压之间的关系可以用以下公式表示：

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