Buck與Buck-Boost在小家電輔助電源中的應用

在AC DC 電源中，輸入電壓一般是來自電網的85V-265V交流高壓，而輸出電壓則是3.3V、5V、12V等直流低壓，因此需要開關電源來實現降壓。開關電源有Buck、Boost和Buck-Boost三大經典拓撲，其中Buck與Buck-Boost均可實現降壓功能。Synergy世輝是世健旗下子公司，擁有豐富的行業經驗與專業的技術實力，世輝公司電源與新能源事業部FAE結合自身經驗，針對小家電的輔助電源應用中該如何選擇拓撲電路以及相關產品，展開詳細介紹。

Buck電路

Buck電路是一個降壓電路，Vi=Vls+Vo。因Vi>Vo,故具有降壓作用。

開關管S導通階段

當開關閉合時，續流二極管D是截止的，由于輸入電壓Vi與儲能電感Ls接通，因此輸入-輸出壓差（Vi-Vo）就加在Ls上，使通過Ls上的電流線性地增加。在此階段，除向負載供電外，還有一部分電能儲存在電感Ls和電容Cr中。

開關管S關斷階段

當開關斷開時，Ls與Vi斷開，但由于電感電流不能在瞬間發生突變，因此在電感Ls上就產生反向電動勢以維持通過的電流不變。此時續流二極管D導通，儲存在電感Ls中的電能就經過有D構成的的回路對負載供電。（主要是電容C對負載供電，此階段一直給電容充電，維持電壓穩定）

Buck-Boost電路

Buck-Boost電路的輸入電壓與輸出電壓的極性是相反的。

開關管S導通階段

當開關閉合時，輸入電壓通過電感L直接返回，在電感Ls上儲能，此時電容Cr放電，給負載供電。

開關管S截止階段

當開關斷開時，在電感Ls上產生反向電動勢，使二極管D從截止變成導通。電感給負載供電并對輸出電容充電，維持輸出電壓不變。

通過以上對比，可得知：Buck-Boost電路的輸入電壓與輸出電壓的極性是相反的。因此，Buck與Buck-Boost兩者最大的區別就在于輸入與輸出電壓的極性：Buck是同極性拓撲，即輸出與輸入電壓的極性相同，二者共地；而Buck-Boost是反極性拓撲，即輸出與輸入電壓的極性相反，輸出端提供負壓（相對輸入電壓）。

在小家電應用場景中的功率模塊控制部分，工程師常用到雙向晶閘管(TRIAC)等交流開關(AC Switch)。而使用負壓驅動交流開關，就能實現更高的電路可靠性與兼容性。在使用交流開關的系統中，往往優先選擇能輸出負壓的Buck-Boost；而在不需要負壓驅動的系統中，則可以選擇Buck拓撲：

?Buck的輸入與輸出端共地，更利于系統的多級拓展。

?Buck的電感電流利用率比Buck-Boost更高。在電感電流(IL)相同時，Buck能輸出更大電流(IO)。

產品推薦

知道了如何選拓撲后，又該怎么選產品呢？世輝FAE推薦來自上海晶豐明源（BPS）的BP852X系列高性能開關電源驅動芯片，支持Buck和Buck-Boost拓撲，并具有極簡的外圍電路，可應用于低成本的小家電輔助電源設計，如：小家電輔助電源、電機驅動輔助電源、IoT/智能家居/智能照明等多個領域。該系列產品擁有眾多的優秀特性，包括：

? 集成Vcc電容、續流二極管和反饋二極管

? 集成650V高壓MOSFET

? 集成高壓啟動和自供電電路

? 低待機功耗50mW@230Vac

? 優異的動態響應速度，輸出電壓紋波小

? 降低音頻噪聲的降幅調制技術

? 改善EMI性能的頻率調制技術

接下來，世輝FAE將以該系列的BP85226D為例，展開具體介紹。