1 / 三大非隔離拓?fù)浜喗?nbsp;/

1.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

BUCK 拓?fù)涫且环N直流 - 直流（DC-DC）降壓轉(zhuǎn)換器，其輸出電壓低于輸入電壓。它由開關(guān)管（如 MOSFET）、二極管、電感和輸出電容組成。工作時(shí)，開關(guān)管周期性導(dǎo)通和關(guān)斷，電能通過電感存儲(chǔ)和釋放，二極管在開關(guān)關(guān)斷時(shí)提供續(xù)流路徑。通過控制占空比（開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間與周期之比），可精確調(diào)節(jié)輸出電壓。

BOOST拓?fù)涫且环N升壓轉(zhuǎn)換器，輸出電壓高于輸入電壓。輸出電壓由占空比決定，占空比越大，輸出電壓越高。

BUCK-BOOST 拓?fù)浼婢呓祲汉蜕龎汗δ埽敵鲭妷嚎筛哂诨虻陀谳斎腚妷海瑯O性與輸入相反。通過調(diào)節(jié)占空比，可實(shí)現(xiàn)降壓或升壓轉(zhuǎn)換。

圖1 三大非隔離拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)(from ADI)

1.2 增益和占空比的關(guān)系

對(duì)于BUCK拓?fù)洌敵鲭妷海驾斎腚妷海ㄟ^占空比 D 調(diào)節(jié)輸出，增益 M (D)=D。

對(duì)于BOOST拓?fù)洌敵鲭妷海据斎腚妷海鲆?M (D)=1/(1-D)，占空比越大升壓越高。

對(duì)于BUCK-BOOST拓?fù)洌敵鲭妷嚎筛哂诨虻陀谳斎腚妷海覙O性反向，增益 M (D)=-D/(1-D)。

圖2 三大非隔離拓?fù)涞恼伎毡群驮鲆?/span>(from Erickson)

2 / 電感電流與輸入電壓的關(guān)系 /

2.1 平均電感電流與占空比的關(guān)系

BUCK拓?fù)洌浩骄姼须娏?IL_AVE = 輸出電流 IOUT，與輸入電壓無關(guān)，僅由負(fù)載決定。

BOOST / BUCK-BOOST拓?fù)洌浩骄姼须娏鱅L_AVE 與占空比 D 強(qiáng)相關(guān)，如 Boost 中 D=(VOUT-VIN)/VOUT，輸入電壓變化會(huì)直接改變 D，進(jìn)而影響電感平均電流。

2.2 紋波電流

BUCK和BUCK-BOOST拓?fù)洌狠斎腚妷荷邥r(shí)，電感紋波電流增大。

BOOST拓?fù)洌涸谥虚g電壓時(shí)，電感紋波電流最大；參考圖3。

2.3 啟動(dòng)峰值電流，電容充電的浪涌挑戰(zhàn)

參考電容公式(6)，啟動(dòng)時(shí)，輸出電容初始電壓為 0，對(duì)應(yīng)浪涌電流是Cout*Vout/tss（tss 為啟動(dòng)時(shí)間）。

BUCK拓?fù)湓谧畲筝斎腚妷合聠?dòng)峰值電流最大，而 BOOST / BUCK-BOOST拓?fù)湓谧钚≥斎腚妷合路逯惦娏鞲ｋU(xiǎn)。

2.4 電感電流與輸入電壓的綜合關(guān)系分析

表3所示，是不考慮輸出電容初始電荷量的情況下，三個(gè)拓?fù)鋵?duì)應(yīng)的電感電流表達(dá)式與輸入電壓等參數(shù)的關(guān)系。

圖3所示，是在其他參數(shù)不變的情況下，電感電流與輸入電壓的變化關(guān)系。

圖3 電感電流與輸入電壓的關(guān)系(from ADI)

對(duì)于降壓拓?fù)洌狠斎腚妷?uarr;→交流分量↑，但直流分量（=IOUT）不變→最大輸入電壓時(shí)電感峰值電流最大。因此，在最大輸入電壓下，電感電流峰值最大。

• 要點(diǎn)：降壓拓?fù)涞妮敵鲭娙葸x型，必須在最大輸入電壓下完成。

對(duì)于升壓型和升降壓型拓?fù)洌狠斎腚妷?uarr;→占空比 D↓→直流分量↓，雖交流分量↑，但直流分量主導(dǎo)→最小輸入電壓時(shí)電感峰值電流最大。

• 要點(diǎn)：升壓型和升降壓型拓?fù)涞妮敵鲭娙葸x型，應(yīng)使用最小輸入電壓進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3 / 小結(jié) /

• 請(qǐng)立即檢查你的設(shè)計(jì)：降壓電路的參數(shù)設(shè)計(jì)從最大輸入電壓開始，而升壓 / 升降壓電路從最小輸入電壓開始。
• 看懂規(guī)律，才能讓每一個(gè)元件都站對(duì)正確的參數(shù)位置。