? 在實際應(yīng)用中，電路往往需要升降壓進行配合：輸入電壓是波動的，有時會比輸出電壓高，有時會比輸出電壓低（例如放電中的電池），同時擁有升降壓功能的Buck-Boost電路就可成為此類應(yīng)用場合的最佳電源解決方案。

? 從Buck-Boost變換器的主電路拓撲出發(fā)，帶領(lǐng)大家一同探究其工作原理，了解正負壓輸出Buck-Boost方案后，知曉其廣泛應(yīng)用。

01.主電路拓撲

? 常規(guī)Buck-Boost變換器是輸出電壓Vout既可低于也可高于輸入電壓Vin的單管不隔離直流變換器，其主電路與Buck或Boost變換器的元器件相同，也由開關(guān)管、二極管、電感和電容等構(gòu)成，其開關(guān)管也為PWM控制方式。

? Q導通時間內(nèi)（Ton）：UL=Vin

? Q關(guān)斷時間內(nèi)（Toff）：UL=Vout

? Buck-Boost變換器也有電感電流連續(xù)和斷續(xù)兩種工作方式，在iL連續(xù)時存在兩種開關(guān)模態(tài)，斷續(xù)時存在三種開關(guān)模態(tài)。

? Buck-Boost 電路特征

? ? 輸出電壓可大于/等于/小于輸入電壓?

? ? 輸入/輸出電流斷續(xù)?

? ? 輸出電壓是負壓

? ? MOS管、二極管端壓為(VIN+VOUT)，對器件耐壓要求較高

? 常規(guī)的Buck-Boost電路Vout=-Vin*D/(1-D)，輸出電壓的極性和輸入電壓相反，輸出電壓是負壓。而四開關(guān)Buck-Boost電路，Vout=Vin*D/(1-D)，輸出電壓的極性與輸入電壓相同。

? 以下為您詳解兩類不同電壓輸出方式的Buck-Boost電路。

02.正負壓輸出Buck-Boost

?（一）應(yīng)用方案

? Buck芯片外圍元件改變接法可以成為Buck_Boost電路使用。原Buck的電路(PCB Layout)無須改動，只需改變原電路的接線就可以實現(xiàn):原Buck電路的Vout變?yōu)镚ND，原Buck電路的GND變?yōu)閂out。

? （二）復(fù)用電路特點

? 優(yōu)點：電路簡單，可用Buck IC實現(xiàn)，不增加額外元器件。

? 缺點：

? (1）相比Buck電路，IC內(nèi)部功率管/輸入電容的端壓較大；

? (2）相比Buck電路，相同輸出負載，功率管流過的峰值電流更大；

? (3）輸出電壓是負壓，應(yīng)用不廣，通常用于運放或者某些電路提供負壓偏置。

? 相比于負壓輸出Buck-Boost電路，正壓輸出的4-Switch Buck-Boost電路應(yīng)用更加廣泛，下面簡要介紹它的工作原理和應(yīng)用場合。

? （一）工作原理

? Buck模式下，控制SW4常導通和SW3常關(guān)斷，PWM控制SW1和SW2，電路變成普通的Buck電路。

? Boost模式下，控制SW1常導通和SW2常關(guān)斷，PWM控制SW3和SW4，電路變成普通的Boost電路。

? 實現(xiàn)Buck-Boost變換的控制方案有很多，這里只舉一種控制方法做說明。

? 導通時序：SW1/SW3→SW2/SW4→ SW1/SW3→SW2/SW4

? （二）4-switch Buck-Boost電路特點

? 優(yōu)點：可以根據(jù)條件實現(xiàn)不同拓撲工作，獲得比較優(yōu)化的升降壓解決方案?

? 缺點：

? （1）所需器件多，成本高；

? （2）控制電路設(shè)計復(fù)雜。

03.應(yīng)用

? 矽力杰的以下兩款Buck-Boost方案采用了標準的全功能USB PD應(yīng)用程序，廣泛應(yīng)用于顯示器、擴展塢、筆記本電腦、充電寶等，具有高效、高性能、高可靠性、設(shè)計靈活等特點。

? 下面小編將帶您繼續(xù)拆解矽力杰Buck-Boost方案的幾類應(yīng)用。

顯示器應(yīng)用

擴展塢應(yīng)用

汽車充電應(yīng)用

矽力杰Buck-Boost選型表