简化同步降压-升压转换器设计

　　不同电源转换器技术规格中的一个明显变化就是需要将宽范围的输入电压转换为经稳压的输出电压。然而，如果未经稳压的输入电压在经稳压输出电压的设定点以上、以下或者是与之相等的范围内不断变化，而需要进行降压-升压转换时，这个任务就会变得更加具有挑战性。降压-升压转换对于大量应用是必不可少的，这些应用包括电池充电、固态照明、工业计算和汽车应用。

　　这篇文章简要回顾了与4开关降压-升压转换器设计相关的很多因素。特别回答了组件选型和功耗计算方面的问题，以及用快速启动计算器工具［3］ 来协调和加快转换器设计流程的问题。

　　同步降压-升压转换器运行

　　作为一个既提供升压转换又能执行降压转换的有效方法，一款设计合理的降压-升压电路由于其便利性而成为一个不可或缺的器件。我们来复习一下图1中所示的4开关（非反向）同步降压-升压拓扑。

　　降压-升压功率级的主要优点在于，降压、升压、以及降压-升压转换模式可以按照需要在宽输入电压和负载电流范围内实现高效率。和与之相类似的单开关（反向）降压-升压相比，它还提供一个正的输出电压，以及相对于SEPIC、反激式和级联升压-降压拓扑较低的功率损耗和更高的功率密度。

　　图1. 4开关同步降压-升压转换器功率级。

　　在图1中，4个功率MOSFET被安排为H桥配置中的降压和升压桥臂，其中的开关节点SW1和SW2由电感器LF 相连。当输入电压分别高于或低于输出电压时，同步降压或升压开始运行，而对面非开关桥臂的高侧MOSFET运行为导通器件。更重要的一点是，当输入电压接近输出电压时，开关降压或升压桥臂达到预期的占空比限值，从而触发向降压-升压工作模式的转换。操作模式的变化应该平滑顺畅、并且是自主进行的，无需改变控制配置。这一目的的实现方式，以及功率级与控制机制可能存在的相互依赖关系是非常重要的。