4 降压/升压变换器

这一章呢我们和大家介绍一下 Buck Boost 变换器的一些特性 Buck Boost 变换器也可以称为升降压变换器 它的一个特性就是说它能够 把输入电压转化为输出电压的时候 输出电压跟输入电压之间 并没有一个必须要大于或者小于的一个关系 也就是输出电压可以大于也可以小于输入电压 这个就是升降压变换器的一个特性 那么在我们这个Buck Boost 变换器的 一个控制特点就是说我们 这个它是有一个 Buck 级的一个开关电路 也有一个 Boost 级的一个开关电路 那么在同一时间它只会有一个模式在工作 比如说当输入电压是大于输出电压的时候 我们只会有 Buck 这级的电路在工作 那么当输入电压是低于输出电压的时候 我们只会有 Boost 这一级的电路在工作 当然了这里会有一个切换的一个模式 就是说当输入电压是接近于输出电压的时候呢 这个时候我们就需要考虑到 这个时候那个模式的一个切换 这个时候有我们有可以考虑两种模式的切换 我们第一种模式的切换 就是说我们可以让 Buck 在这一级的开关级 和 Boost 这一级的开关级同时工作 这个就类似于这就是一个四管的 Buck Boost 的一个变换器 或者是呢我们不采用这样 我们可以让它要么就工作于 Buck 模式 要么就工作于 Boost 模式 但是呢这种方法呢很容易导致我们这个整个 电源系统在这两种模式之间来回的一个切换 会导致输出电压会有一个纹波 或者是一个震荡的一个现象 那么对于这种前面一个 Buck 级的一个功率级 后面一个 Boost 功率级的 这种 Buck Boost 的话 我们都是只需要有一个单颗的 一个电感来做一个转换 因为我们同时只会有一个功率级在工作 要么就是 Buck ，要么就是 Boost 那么如果是在一些功率比较大的情况下 比如说大于一百瓦这个电流比较大的情况下 我们会推荐使用一个四管的Buck Boost模式 就是说这个时候它的续流 它的续流二极管不再是推荐用二极管 而是用两颗同步整流管来替代这两个管子 来降低它的一个导通的一个损耗 所以说这个时候会需要有一个四管的驱动芯片 那么当然这个四管驱动芯片同时也会导致 相应的一个控制成本的一个上升 同时呢它因为需要有四个管子的驱动 那么会导致芯片本身的一个热损耗会增加 所以这个时候呢我们要比较注意 这个驱动芯片的一个散热的考虑 如果是在功率比较小的情况下 比如说是50瓦到150瓦的情况 那么我们就可以考虑都不一定会需要用 四管的 Buck Boost 的这个拓朴 那么我们就可以用只用两个管子的 Buck Boost 那么另外的两个续流的同步整流管 可以替换为就是同两个续流二极管 这样子的话就可以降低我们整个系统的成本 当然如果有功率更小的情况 比如说50瓦或者是更低的情况下 我们用一个 SEPIC 电路 就可以达到一个比较好的一个成本的考量 这个就是我们的一个Buck Boost变换器的 一个主要的功率电路 我们可以看到左边这是一个 典型的一个 Buck 电路的一个图 右边呢，这是一个典型的一个 Boost 电路图 把这两个电路呢以这里电感这里中间为截开 然后把它合并起来 这样子就会变成一个类似于 四管的 Buck Boost 的一个工作模式 如果是在电流比较大的情况下 我们可以把这两个同步二极管 把它变成一个同步整流管 这个就是一个完整的一个 Buck Boost 一个工作模式 可以工作于150瓦以上的一个应用场景 那么如果是只有用两个管子 然后这两个管子呢用的是二极管的情况下的话 就用一种50到150瓦的应用情况 那么根据它的一个工作的 一个模式的一个状况的话 我们在这种情况下都可以得到 输出电压跟输入电压的一个传递函数的关系 就是输出电压会等于输入电压 乘以导通时间除以那个关断时间 我们注意到导通时间跟关断时间 它们之间其实并没有一个固定的关系 也就是说导通时间可以大于 也可以小于关断时间 也就是这意味着输出电压 有可能是大于输入电压 也有可能是小于输入电压 这个就是升降压变换器的一个主要特点