如何區(qū)分非隔離型Buck、Boost和Buck-Boost轉(zhuǎn)換器

非隔離Buck、Boost和Buck-Boost拓?fù)湓?a target="_blank">AC-DC電源和非隔離DC-DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)中有廣泛的應(yīng)用。盡管許多專利早在20世紀(jì)70年代就已經(jīng)申請(qǐng)，但其線路簡單，成本低和效率高的特點(diǎn)使他們一直被沿用至今。現(xiàn)在的新產(chǎn)品中也會(huì)使用新的技術(shù)，如數(shù)字控制，改進(jìn)的元器件和更高效的磁性材料等。

隔離型和非隔離型DC-DC轉(zhuǎn)換器的主要區(qū)別是有無變壓器。在隔離型轉(zhuǎn)換器里，采用變壓器在DC輸入（初級(jí)）和DC輸出（次級(jí)）間提供安全屏障。非隔離型轉(zhuǎn)換器一般采用低壓蓄電池或已包含安全屏障的AC-DC電源作為輸入電源。

非隔離型轉(zhuǎn)換器主要分為三類—buck, boost 和 buck-boost。為了便于理解，以下示意圖中采用開關(guān)代替晶體管，二極管代替同步整流電路。

Buck轉(zhuǎn)換器也稱降壓轉(zhuǎn)換器，輸出電壓低于輸入電壓，參考圖1。

圖1 Buck 轉(zhuǎn)換器

當(dāng)晶體管(S)導(dǎo)通時(shí)，電流流過電感L并在電感L中儲(chǔ)存能量，同時(shí)對(duì)電容C充電。當(dāng)晶體管S斷開時(shí)，電感L中儲(chǔ)存的能量通過負(fù)載和二極管D回路放電，電容C也提供部分能量給負(fù)載。開關(guān)頻率通常大于100kHz。輸出電壓大小取決于晶體管S導(dǎo)通和斷開的時(shí)間。

Boost轉(zhuǎn)換器也稱升壓轉(zhuǎn)換器，輸出電壓高于輸入電壓。參考圖2。

圖2 Boost 轉(zhuǎn)換器

當(dāng)晶體管S導(dǎo)通時(shí)，電流通過電感L和晶體管S回路回到輸入端。在此期間能量被儲(chǔ)存在電感中。當(dāng)晶體管S斷開時(shí)，電感L作為電壓源與輸入電壓串聯(lián)。電感的儲(chǔ)能通過二極管D和負(fù)載回路釋放?？蓪㈦娙荩–）充電到比輸入電壓更高的電平，輸出電壓大小取決于晶體管S導(dǎo)通和斷開的時(shí)間。

Boost轉(zhuǎn)換器拓?fù)鋺?yīng)用于大多數(shù)AC-DC電源的功率因數(shù)校正（PFC）部分。當(dāng)然所使用的控制IC是不同的，PFC的目的是確保輸入電流波型是正弦的。當(dāng)輸入電壓大于250Vac時(shí)，直流輸入可能高于電容C上的電壓。這將降低PFC升壓變換器的性能，并且由于轉(zhuǎn)換器未工作在升壓模式下，功率因數(shù)將略微降低。

Buck-Boost轉(zhuǎn)換器是降壓和升壓轉(zhuǎn)換器的組合。輸出電壓可高于或低于輸入電壓。參考圖3.

圖3 Buck-Boost轉(zhuǎn)換器

如上圖，Buck-Boost轉(zhuǎn)換器線路更復(fù)雜并且需要更多的元器件。S2, L, 和 D2組成升壓轉(zhuǎn)換部分，S1,L 和 D1組成降壓轉(zhuǎn)換部分。

TDK-Lambda提供Buck和Buck-Boost轉(zhuǎn)換器標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。與Buck-Boost轉(zhuǎn)換器相比，Buck轉(zhuǎn)換器具有元器件少，復(fù)雜度低，成本低，效率高，體積小和輸出功率更大等優(yōu)點(diǎn)。

審核編輯：郭婷