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

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