降壓-升壓轉(zhuǎn)換器使靈活的能量收集設(shè)計(jì)

　　降壓-升壓轉(zhuǎn)換器使靈活的能量收集設(shè)計(jì)

　　對(duì)于具有高度可變能源的能量收集應(yīng)用程序，工程師可以發(fā)現(xiàn)自己處理的輸出電壓可以高于或低于需要充電的典型能量存儲(chǔ)單元的電平。在過(guò)去，設(shè)計(jì)師處理這種情況下，通過(guò)升壓階段與單獨(dú)降壓轉(zhuǎn)換器，以確保適當(dāng)?shù)碾妷狠敵鏊?。?a href='http://www.ttokpm.com/v/tag/137/' target='_blank' class='arckwlink_none'>芯片降壓-升壓轉(zhuǎn)換器通過(guò)產(chǎn)生輸出電壓小于或等于或大于輸入電壓，提供了一種方便的替代方案。為了應(yīng)對(duì)從高可變能源中獲取電力的挑戰(zhàn)，工程師們現(xiàn)在可以使用模擬設(shè)備、線性技術(shù)、馬克西姆集成電路和德克薩斯儀器等降壓集成電路來(lái)簡(jiǎn)化它們的設(shè)計(jì)，等等。

　　降壓/升壓轉(zhuǎn)換器包含四個(gè)開(kāi)關(guān)，兩個(gè)電容器和一個(gè)電感（圖1a）。在運(yùn)行中，高效率降壓型升壓裝置只在四個(gè)開(kāi)關(guān)中運(yùn)行兩個(gè)，減少損耗，提高效率。

　　當(dāng)VIN大于VOUT電壓時(shí)，開(kāi)關(guān)C打開(kāi)，開(kāi)關(guān)D關(guān)閉，開(kāi)關(guān)A和B在標(biāo)準(zhǔn)降壓穩(wěn)壓器（圖1b）中工作，根據(jù)脈寬調(diào)制（PWM）頻率切換輸出電壓，以產(chǎn)生較低的輸出電平。當(dāng)輸入電壓小于VOUT電壓時(shí)，開(kāi)關(guān)B打開(kāi)，開(kāi)關(guān)A關(guān)閉，使開(kāi)關(guān)C和D在升壓調(diào)節(jié)器（圖1C）中工作，充電和放電電感提高輸出高于VIN。當(dāng)VIN接近VOUT時(shí)，該器件工作在降壓-升壓模式下，在開(kāi)關(guān)周期中需要降壓和升壓操作。

　　Figure 1： A buck-boost converter （A） operates pairs of switches in combination to maintain high efficiency while operating in buck （B） and boost （C） modes （Courtesy of Analog Devices）。

　　Device manufacturers take special care to reduce losses， optimize efficiency， and eliminate instability due to mode switching. Fundamentally， the goal for design of these devices is to provide effective voltage regulation with minimal current ripple in the inductor to guarantee good transient performance. As a result， circuit designers can incorporate these devices with minimal additional circuitry to achieve well-regulated output despite widely varying input voltages.