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Buck-Boost为什么输出的是一个负压?

jf_pJlTbmA9 来源:硬件十万个为什么 作者:硬件十万个为什么 2023-11-24 17:30 次阅读

本文转载自: 硬件十万个为什么微信公众号

在非隔离电源方案中,基础拓扑的Buck、Boost、Buck-Boost威廉希尔官方网站 中,前两种已经在前面章节进行了详细描述。很多工程师对Buck和Boost威廉希尔官方网站 都特别熟悉,只是对Buck-Boost不熟悉,这是因为现在威廉希尔官方网站 设计中,以数字威廉希尔官方网站 为主,不论是升压还是降压,一般都是以正压为主。而Buck-Boost虽然这个拓扑可以降压也可以升压,但是产生的是一个负压,例如:输入电压为12V,输出电压为-5V。

因为我们把第三种可以生成负压的基本拓扑称为Buck-Boost,同时日常工作中,我们还会把其他可以实现升降压的威廉希尔官方网站 称为Buck-Boost,例如Buck威廉希尔官方网站 和Boost威廉希尔官方网站 级联在一起实现可以升降压的威廉希尔官方网站 也称为Buck-Boost,所以经常给大家造成困扰。有些书籍会把这个拓扑结构称为“反极性Buck-Boost”,也有的书籍把这个基本威廉希尔官方网站 称为反激“Fly-Back”(容易与隔离的反激威廉希尔官方网站 混淆),为了避免混淆,本书把第三种基本拓扑威廉希尔官方网站 也称为“反极性Buck-Boost”。

1.1 反极性Buck-Boost威廉希尔官方网站 的工作过程
反极性Buck-Boost主要应用在OLED驱动、音频等领域,与Buck、Boost一样,反极性Buck-Boost也是由基本的开关、二极管和电感组成,如图7.1所示。

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降压-升压(Buck-Boost)转换器将输入电压Vin的正直流电压转换为输出端的负直流电压Vout。当功率管Q1闭合导通时,电流的流向如图7.2所示。

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此时,输入电压Vin,电感L直接接到电源两端。输入电压对电感直接进行充电,电感电流逐渐上升。导通瞬态时di/dt很大,故此过程中主要由输入电容Cin供电。此时Q1相当于短路,电感L两端的电压为Vin。输出端,Cout依靠自身的放电为RL提供能量。由于Q1是导通的,所以二极管D1的两端电压分别是Vin和Vout,由于Vout是负值,Vin是正值,所以D1是反向截止的,等同于断开。

当功率管Q1关断时,电流的流向见图7.3。输入端Vin给输入电容充电。输出端Vout,由于电感的电流不能突变,电感通过续流管D1给输出电容Cout及负载RL供电。由于电感的电流流向不变,电感即给电容充电,同时也为负载RL供电,电流的流向为:负载电阻肖特基二极管→L1上端。RL的下端是GND,也就是电压为0V,RL的电流方向为从下往上,根据电流的流向RL的上端电压Vout比其下端更低,是一个负值。

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根据上面公式就可以看出:当占空比小于50%时,输出为降压;当占空比大于50%时,输出为升压。

审核编辑 黄宇

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