Boost電路與Buck電路都是在DC-DC電源模塊中常見的電路模式，但是對(duì)于剛剛開始接觸電源行業(yè)的新人來說，可能并不是特別了解這兩種電路的工作運(yùn)行狀態(tài)。本文將會(huì)針對(duì)Buck-Boost電路的開關(guān)態(tài)工作原理進(jìn)行詳細(xì)的解析，幫助新人工程師充分掌握該電路系統(tǒng)在開態(tài)、關(guān)態(tài)模式下的運(yùn)行知識(shí)。

在保持正常運(yùn)行的狀態(tài)下，采用Buck-Boost電路系統(tǒng)的輸出電壓幅度可低于或高于輸入電壓，如果將源電壓的負(fù)端作為參考節(jié)點(diǎn)，則輸出電壓的極性與源電壓相反。該電路系統(tǒng)的原理圖如下圖1所示，其中，SW1、SW2均為理想開關(guān)。由于本身所具備的電壓輸出特性，采用該種系統(tǒng)的電路可以在連續(xù)導(dǎo)通模式和非連續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)下工作。連續(xù)導(dǎo)通模式在穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，整個(gè)開關(guān)周期內(nèi)都有電流連續(xù)通過電感。而非連續(xù)導(dǎo)通模式下的電感電流是不連續(xù)的，即在開關(guān)周期內(nèi)的一部分時(shí)間電感電流為0，且它在整個(gè)周期內(nèi)從0開始，達(dá)到一個(gè)峰值后，再回到0。

圖1 Buck-Boost電路原理圖

與其他的電路系統(tǒng)模式相同的是，在保持連續(xù)的導(dǎo)通模式下該電路模式可以在每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)有兩種工作狀態(tài)，當(dāng)SW1閉合、SW2斷開時(shí)，為開態(tài)，如圖2所示。當(dāng)SW1斷開、SW2閉合時(shí)，為關(guān)態(tài)，如圖3所示。下面分別對(duì)這兩種工作狀態(tài)進(jìn)行分析。

Buck-Boost電路開態(tài)運(yùn)行模式

在開態(tài)運(yùn)行模式下，該電路的運(yùn)行狀態(tài)可以參考圖2。處于開態(tài)模式下，Bosst輸入電壓直接加載在電感兩端，且由于加載的電壓通常必須為定值，因此電感電流線性增加，而所有的輸出負(fù)載電流由輸出電容C提供。

圖2 Buck-Boost電路開態(tài)原理圖

Buck-Boost電路關(guān)態(tài)運(yùn)行模式

在關(guān)態(tài)運(yùn)行模式下，該電路的運(yùn)行狀態(tài)可以參考圖3。在關(guān)態(tài)模式下，由于SW1斷開，電感電流減小，電感兩端電壓極性翻轉(zhuǎn)，且其電流同時(shí)提供輸出電容電流和輸出負(fù)載電流。根據(jù)電流流向可知輸出電壓為負(fù)的，即與輸入電壓極性相反。因?yàn)檩敵鲭妷簽樨?fù)的，因此電感電流是減小的，而且由于加載電壓必須是常數(shù)，所以電感電流線性減小。

圖3 Buck-Boost電路關(guān)態(tài)原理圖

總結(jié)

工程師在了解了Buck-Boost電路系統(tǒng)的開態(tài)、關(guān)態(tài)運(yùn)行特性后，可以在工作過程中更快捷的進(jìn)行CAD電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過對(duì)電路系統(tǒng)的合理安排和設(shè)計(jì)，能夠幫助機(jī)體全面提升工作效率，達(dá)到優(yōu)化目的。