降壓-升壓(Buck-Boost)轉換器能夠根據應用使用相同的電路對電壓進行升壓或降壓。

開關模式電源轉換器是廣泛用于多個行業的電子技術，包括工業、商業、公用事業和消費市場。對于基于低功耗DC/DC轉換的應用，大多數現代電源轉換都是使用三種主要類型的電源轉換器來完成的 - 降壓(Buck)，升壓和降壓(Buck-Boost) - 升壓(Boost)。

降壓-升壓(Buck-Boost)轉換器能夠根據手頭的應用使用相同的電路對電壓進行升壓或降壓。

降壓-升壓(Buck-Boost)轉換器的基礎知識

降壓轉換器對輸入電壓進行降壓，而升壓轉換器則對輸入電壓進行升壓。這兩種轉換器都適用于特定的應用范圍。然而，某些應用需要根據特定條件或迎合特定操作場景同時對輸入電壓進行升壓和降壓。在這種情況下，將兩種轉換器分開安裝并不理想。因此，可以使用降壓-升壓轉換器電路，因為它結合了降壓轉換器和升壓轉換器的元件。降壓-升壓轉換器的電路圖如圖1所示。

圖 1.降壓-升壓(Buck-Boost)轉換器的電路圖

降壓轉換器通常將輸入電壓調節至從零到略小于輸入電壓的值。另一方面，升壓轉換器在電感器中存儲能量的模式和電感器釋放以滿足輸出要求的模式和電感釋放存儲的能量以重新對電容器充電同時保持整體能量平衡的模式之間切換電路。在傳統的降壓-升壓轉換器的情況下，這兩種操作都是可能的。基本轉換器的幾種變體可用于在低頻和高電壓水平下工作。但是，基本原理對于所有人來說都是共同的。

簡單來說，降壓-升壓轉換器可以從電壓水平小于或大于輸出電壓的電源提供穩定的直流輸出。一些應用需要具有調制輸入電壓的能力，包括輸入電壓變化很大的電池等儲能系統。這是因為可以調節電池的充電周期和放電周期。當電池充滿電時，電池兩端的電壓通常大于所需的輸出電壓。在這種情況下，可以使用降壓轉換器來保持穩定的電源電壓。同樣，當電池放電時，電壓水平降低，是導致電池處于需要充電才能使用的階段。

先進的降壓-升壓(Buck-Boost)工作原理

眾所周知，降壓-升壓(Buck-Boost)轉換器將輸入側的正直流電壓轉換為輸出側的負直流電壓。開關的導通狀態決定了電路的工作性質。

在導通狀態經電感器的電流線性增加。二極管不導通。如圖 2 所示。在關斷狀態下，二極管傳導電流，能量從電感器傳遞到電容器。這導致電感電流的減小，盡管通過電感的電流不能突然改變[。如圖 3 所示。需要注意的是，能量從電感器傳遞到電容器，導致電阻器兩端的電壓與輸入電壓相比，其極性相反。

圖 2.降壓-升壓轉換器的導通工作原理

3.降壓-升壓轉換器的關斷狀態工作原理

在電路的穩態工作期間，可以根據電感電流值定義兩種工作模式。如果電感電流從未達到零，則稱為連續導通模式。但是，如果電感電流達到零，則電感器以不連續工作模式。

降壓-升壓(Buck-Boost)工轉換器的輸入電壓和輸出電壓之間的關系可以用以下公式表示：

Vout=DVin/(1D)

其中 D 是占空比。

占空比定義為開關導通時間的百分比。換句話說，電感和電容的并聯組合形成二階低通濾波器，通過降低電壓紋波來平滑開關動作，同時產生干凈的直流電壓。

關鍵要點

對于基于低功耗DC/DC轉換的應用，大多數現代電源轉換是使用三種主要類型的電源轉換器完成的 - 降壓，升壓和降壓- 升壓。

降壓轉換器對輸入電壓進行降壓，而升壓轉換器則對輸入電壓進行升壓。

降壓-升壓轉換器的輸入電壓和輸出電壓之間的關系可以用以下公式表示：

Vout=DVin/(1D)Vout=DVin/(1D).