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1、浅谈 Buck/Boost 变换器Buck 变换器原理 Buck 变换器又称降压变换器、是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器, 串联开关稳压电源、三端开关型降压稳压器。1.线路组成图 1（a）所示为由单刀双掷开关 S、电感元件 L 和电容 C 组成的 Buck 变换器电路图。图 1(b)所示为由以占空比 D 工作的晶体管 Tr、 二极管 D1、电感 L、电容 C 组成的 Buck 变换器电路图。电路完成把直流电压 Vs 转换成直流电压 Vo 的功能。图Buck 变换器电路2.工作原理当开关 S 在位置 a 时，有图 2 (a)所示的电流 流过电感线圈 L，电流线性增加，在负载 R
2、上流过电流 Io，两端输出电压 Vo，极性上正下负。当 isIo 时，电容在充电状态。这时二极管 D1 承受反向电压；经时间 D1Ts 后（ ，t on 为 S 在 a 位时间，T s 是周期） ，当开关 S 在 b 位时，如图 2（b）所示，由于线圈 L 中的磁场将改变线圈 L 两端的电压极性，以保持其电流 iL 不变。负载 R 两端电压仍是上正下负。在 iL0，开关打开时，i s=0，故 is 是脉动的，但输出电流 Io，在L、 D1、C 作用下却是连续的，平稳的。图Buck 变换器电路工作过程Boost 变换器Boost 变换器又称为升压变换器、是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流
3、变换器,并联开关电路、三端开关型升压稳压器。 1.线路组成线路由开关 S、电感 L、电容 C 组成，如图 1 所示，完成把电压 Vs 升压到 Vo 的功能。图2.工作原理当开关 S 在位置 a 时，如图 2(a)所示电流 iL 流过电感线圈 L，电流线性增加，电能以磁能形式储在电感线圈 L 中。此时，电容 C 放电， R 上流过电流 Io，R 两端为输出电压 Vo，极性上正下负。由于开关管导通， 二极管阳极接 Vs 负极，二极管承受反向电压，所以电容不能通过开关管放电。开关 S 转换到位置 b 时，构成电路如 2(b)所示，由于线圈 L 中的磁场将改变线圈 L两端的电压极性，以保持 iL 不变
4、。这样线圈 L 磁能转化成的电压 VL 与电源 Vs 串联，以高于 Vo 电压向电容 C、负载 R 供电。高于 Vo 时，电容有充电电流；等于 Vo 时，充电电流为零；当 Vo 有降压趋势时，电容向负载 R 放电，维持 Vo 不变。图Boost 变换器电路工作过程由于 VL+Vs 向负载 R 供电时，V o 高于 Vs，故称它为升压变换器。工作中输入电流 is=iL 是连续的。但流经二极管 D1 电流确实脉动的。由于有 C 的存在，负载 R 上仍有稳定、连续的负载电流 Io。Buck/Boost 变换器也称升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电
5、压的极性与输入电压相反。Buck/Boost 变换器可看做是 Buck 变换器和 Boost 变换 Buck/Boost 变换器：也称升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输入电压相反。Buck/Boost 变换器可看做是Buck 变换器和 Boost 变换器串联而成，合并了开关管。 Buck/Boost 变换器也有 CCM 和 DCM 两种工作方式，开关管 Q 也为 PWM 控制方式。LDO 的特点： 非常低的输入输出电压差 非常小的内部损耗 很小的温度漂移 很高的输出电压稳定度 很好的负载和线性调整率 很宽的工作温度范围 较宽的输
6、入电压范围 外围电路非常简单，使用起来极为方便DC/DC 变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式 Ts 不变，改变 ton(通用)，二是频率调制方式， ton 不变，改变 Ts(易产生干扰)。其具体的电路由以下几类：(1)Buck 电路 降压斩波器，其输出平均电压 U0小于输入电压 Ui，极性相同。(2)Boost 电路升压斩波器，其输出平均电压 U0大于输入电压 Ui，极性相同。(3)Buck-Boost 电路 降压或升压斩波器，其 输出平均电压 U0大于或小于输入电压 Ui，极性相反，电感传输。(4)Cuk 电路降压或升压斩波器，其输出平均电 压 U0大于或小于输入电压 Ui，极性相反，电容传输。DC-DC 分为 BUCK、BUOOST 、BUCK-BOOST 三类 DC-DC。其中 BUCK 型 DC-DC 只能降压，降压公式：Vo=Vi*DBOOST 型 DC-DC 只能升压，升压公式：Vo= Vi/(1-D)BUCK-BOOST 型 DC-DC，即可升压也可降压，公式：Vo=(-Vi)* D/(1-D)D 为充电占空比，既 MOSFET 导通时间。0
