深入介绍降压，升压和降压-升压拓扑

在本文中，我将从不同方面深入介绍降压，升压和降压-升压拓扑。 01降压转换器图1是非同步降压转换器的示意图。
降压转换器将其输入电压降低至较低的输出电压。当开关Q1接通时，能量转移到输出端。
图1：非同步降压转换器的示意图公式1计算占空比：公式2计算最大金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）应力：公式3给出最大二极管应力：其中Vin是输入电压和Vout是输出电压，而Vf是二极管正向电压。与线性稳压器或低压差稳压器（LDO）相比，输入电压和输出电压之间的差异越大，降压转换器的效率越高。
尽管降压转换器的输入端有脉冲电流，但由于电感电容（LC）滤波器位于转换器的输出端，因此输出电流是连续的。结果，反射到输入端子的电压纹波将大于输出端子的纹波。
对于占空比较小且输出电流大于3A的降压转换器，建议使用同步整流器。如果您的电源要求输出电流大于30A，则建议使用多相或交错式功率级，因为这样可以最大程度地降低组件应力，在多个功率级之间分配产生的热量，并减少转换器输入端的反射。
使用N-FET时，占空比受到限制，因为自举电容器需要在每个开关周期进行充电。在这种情况下，最大占空比在95-99％的范围内。
降压转换器通常具有良好的动态特性，因为它们具有正向拓扑。可达到的带宽取决于误差放大器的质量和所选的开关频率。
图2至图7显示了非同步降压转换器在连续导通模式（CCM）下的FET，二极管和电感器的电压和电流波形。 02升压转换器升压转换器将其输入电压升压至更大的输出电压。
当开关Q1不导通时，能量转移到输出端子。图8是非同步升压转换器的示意图。
图8：非同步升压转换器的示意图公式4计算占空比：公式5计算最大MOSFET应力：公式6给出最大二极管应力：其中Vin是输入电压，Vout是输出电压，Vf是二极管正向电压。使用升压转换器，您可以看到脉冲输出电流，因为LC滤波器位于输入端。
因此，输入电流是连续的，并且输出电压纹波大于输入电压纹波。设计升压转换器时，重要的是要知道，即使转换器不进行开关操作，输入与输出之间也将存在永久连接。
必须采取预防措施，以防止在输出端发生短路事件。对于大于4A的输出电流，应使用同步整流器代替二极管。
如果电源需要提供大于10A的输出电流，则强烈建议使用多相或交错式功率电平。在CCM模式下工作时，由于其传递函数的右半平面零（RHPZ），升压转换器的动态特性受到限制。
由于RHPZ无法补偿，因此可达到的带宽通常小于RHPZ频率的五分之一至十分之一。请参见公式7：其中Vout是输出电压，D是占空比，Iout是输出电流，L1是升压转换器的电感。
图9至图14显示了非同步升压转换器在CCM模式下FET，二极管和电感器的电压和电流波形。 03降压-升压转换器降压-升压转换器是降压和升压功率级的组合，共享相同的电感器。
请参见图15。图15：双开关降压-升压转换器的示意图降压-升压拓扑非常实用，因为输入电压可以小于，大于或等于输出电压，并且输出功率大于50W。
对于小于50W的输出功率，单端初级电感转换器（SEPIC）是一种更具成本效益的选择，因为它使用的元件更少。当输入电压大于输出电压时，降压-升压转换器工作在降压模式；反之亦然。
当输入电压小于输出电压时，它将工作在升压模式。当转换器在输入电压处于输出电压范围内的传输区域工作时，有两种概念可以处理这些情况：降压和升压级同时处于活动状态，或者开关周期介于降压之间并提升A级。