我們知道降壓 - 升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器是一種可靠的元件，可在各種工業(yè)和汽車環(huán)境（包括電池供電產(chǎn)品）中普遍存在的各種輸入電壓條件下提供穩(wěn)定的輸出電壓。多年來，Intersil，凌力爾特，德州儀器和Vicor等供應(yīng)商不斷提高這些設(shè)備的性能，同時(shí)擴(kuò)展其產(chǎn)品組合 。

現(xiàn)在，其中一些供應(yīng)商已經(jīng)發(fā)布了具有許多獨(dú)特功能和功能的新一代降壓 - 升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，以應(yīng)對(duì)新的挑戰(zhàn)并克服以前限制其使用的障礙。此外，通過更寬的輸入和輸出電壓范圍以及高輸出電流，降低了損耗以實(shí)現(xiàn)非常高的效率。高頻操作還可實(shí)現(xiàn)同類最佳的功率密度和瞬態(tài)響應(yīng)。因此，這些轉(zhuǎn)換器被設(shè)計(jì)用于各種高性能應(yīng)用，包括計(jì)算，通信，工業(yè)，LED照明和電池系統(tǒng)。

可變調(diào)節(jié)輸出

Vicor例如，通過增加一個(gè)具有寬輸入電壓范圍的新型靈活降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器PI3749，擴(kuò)展了其降壓 - 升壓系列。其可變調(diào)節(jié)輸出可在很寬的范圍內(nèi)變化，轉(zhuǎn)換效率非常高，達(dá)到98％。作為Picor Cool-Power ZVS系列的一員，它采用了該公司的零電壓開關(guān)（ZVS）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可最大限度地降低開關(guān)損耗，并在16 V至34 V的指定輸入電壓范圍內(nèi)保持高效率。轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)壓輸出電壓可以在12 V至34 V之間變化，而輸出電流可以高達(dá)11.5 A，供電功率超過200 W。

高密度降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器采用10.0 x 14.0 x 2.56 mm LGA封裝系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）集成了一個(gè)控制器，四個(gè)電源開關(guān)和相關(guān)的支持組件，如圖1所示。因此，PI3749-00只需一個(gè)外部電感，電阻反饋分壓器和最小電容即可形成一個(gè)完整的電容器。 DC/DC開關(guān)模式降壓 - 升壓穩(wěn)壓器。

圖1：Vicor最新的降壓 - 升壓穩(wěn)壓器采用LGA系統(tǒng)級(jí)封裝（ SiP）集成了控制器，電源開關(guān)和支持組件。

輸出電壓可通過饋電b調(diào)節(jié)通過分壓器向誤差放大器的輸入端提供所需輸出的一部分（圖2）。從產(chǎn)品數(shù)據(jù)表中獲得的公式1可用于確定分壓器的電阻值R1和R2。

如數(shù)據(jù)表中所述，R2值由用戶選擇。供應(yīng)商建議R2的電阻值為1.07kΩ（1％）。因此，如果需要24 V輸出，可以使用公式（1）計(jì)算R1。一旦計(jì)算出R1，用戶應(yīng)根據(jù)制造商選擇最接近的電阻值。因此，對(duì)于該示例，使用等式（1），R1變?yōu)?4.03kΩ。所以建議使用14.0kΩ，容差為1％。

圖2：完成DC/DC開關(guān)模式降壓 - 升壓穩(wěn)壓器， PI3749僅需要外部電感，電阻反饋分壓器和少量輸入和輸出電容。

ZVS架構(gòu)還支持高頻工作，同時(shí)最大限度地降低開關(guān)損耗并最大限度地提高效率。高開關(guān)頻率操作可減小外部濾波元件的尺寸，提高功率密度，并實(shí)現(xiàn)對(duì)線路和負(fù)載瞬態(tài)的非?？焖俚膭?dòng)態(tài)響應(yīng)。該產(chǎn)品數(shù)據(jù)手冊(cè)使用480 nH外部電感（L1）和外部電容CIN = COUT = 20 pF和800 kHz開關(guān)頻率，可在16 V至34 V輸入電壓范圍內(nèi)為24 V輸出解決方案提供高效性能（圖3）。

圖3：采用Cool-Power ZVS降壓 - 升壓穩(wěn)壓器PI3749-00的24 V輸出解決方案的效率與輸出電流。該設(shè)計(jì)的輸入電壓范圍為16 V至34 V.

據(jù)觀察，24 V輸出降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器的峰值效率在滿載7 A時(shí)為98.5％，24 V輸入。當(dāng)輸入為16 V或34 V時(shí)，它下降了97.5％。此外，在寬負(fù)載變化時(shí)效率仍然很高。例如，從中負(fù)載到滿負(fù)載，效率保持在97％以上，在低負(fù)載時(shí)下降幾個(gè)點(diǎn)。

對(duì)于更高的輸出電流要求，可以使用單線電流共享并行連接PI3749，無需任何其他組件。根據(jù)器件的數(shù)據(jù)手冊(cè)，當(dāng)每個(gè)模塊的引腳EAO，EAIN和SGND連接在一起時(shí)，降壓 - 升壓穩(wěn)壓器將均等地共享輸出電流，并且輸出紋波不會(huì)過大。

更多選項(xiàng)

同樣，德州儀器推出了新型四開關(guān)同步降壓 - 升壓型DC/DC控制器LM5175，可實(shí)現(xiàn)極高的效率并降低EMI。該降壓 - 升壓控制器為N溝道MOSFET提供集成驅(qū)動(dòng)器，可處理3.5 V至42 V的寬輸入電壓，并可調(diào)節(jié)0.8 V至55 V的輸出電壓。適用于各種降壓，升壓和降壓 - LM5175的輸出功率從幾瓦到大于100 W，可提升應(yīng)用，采用專有的開關(guān)方案，最大限度地提高降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換區(qū)域的效率。此外，它還采用降壓和升壓工作模式下的電流模式控制，以實(shí)現(xiàn)更好的負(fù)載和線路調(diào)節(jié)。開關(guān)頻率由外部電阻編程，可與外部時(shí)鐘同步。

根據(jù)制造商的說法，降壓 - 升壓控制器提供了一個(gè)強(qiáng)大的柵極驅(qū)動(dòng)（7.5 V時(shí)為2 A），允許寬輸入MOSFET更快更有效地切換。此外，產(chǎn)品數(shù)據(jù)表顯示控制器提供可選的打嗝模式短路保護(hù)，以防止在延長(zhǎng)的負(fù)載電流故障期間發(fā)生熱失控，從而將熱應(yīng)力降低多達(dá)30％。

采用LM5175控制器的典型降壓 - 升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，工作在6 V至36 V的寬輸入電壓范圍，提供穩(wěn)定的12 V輸出電壓，電流容量為6 A如圖4所示。產(chǎn)品數(shù)據(jù)表顯示該設(shè)計(jì)的開關(guān)頻率為300 kHz，工作模式為連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）和打嗝。同樣，產(chǎn)品數(shù)據(jù)表中詳細(xì)介紹了其他外部元件（如電感，輸入/輸出電容，檢測(cè)電阻，斜率補(bǔ)償和輸出MOSFET）的選擇。

圖4：基于LM5175的降壓 - 升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器原理圖，工作在6 V至36 V的寬輸入電壓范圍，6 A輸出電壓為6 A.

< p>圖4中具有12 V輸出的基于LM5175的降壓 - 升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的效率響應(yīng)如圖5所示。該效率曲線取自產(chǎn)品數(shù)據(jù)表。據(jù)觀察，對(duì)于12 V輸入，降壓 - 升壓可提供從中負(fù)載到滿負(fù)載的近99％的峰值效率。即使負(fù)載低至0.5 A，它仍高達(dá)95％。在降壓模式下，24 V輸入時(shí)，滿負(fù)載時(shí)效率降至97.5％，但從中負(fù)載到滿負(fù)載仍保持在97％左右-加載。相比之下，在降壓模式下，低負(fù)載時(shí)效率下降得更快。在具有6 V輸入的升壓模式下，效率性能在中到滿負(fù)載時(shí)甚至更低。它在低負(fù)載區(qū)域比buck模式好。

圖5：基于LM5175的12 V輸出降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器的效率與負(fù)載電流。輸入范圍為6 V至24 V.

對(duì)于輸入電壓較高，高達(dá)58 V，負(fù)載電流為4 A，凌力爾特公司在其降壓 - 升壓μModule穩(wěn)壓器系列中增加了新成員。 LTM8056是一款完整的開關(guān)模式DC/DC轉(zhuǎn)換器，輸入電壓范圍為5 V至58 V，能夠調(diào)節(jié)1.2 V至48 V的輸出電壓。采用緊湊型包覆成型球柵陣列（BGA）封裝，它包含一個(gè)開關(guān)控制器，四個(gè)電源開關(guān)，一個(gè)電感器和支持組件，如圖5所示。它提供4 A負(fù)載電流，其開關(guān)頻率可在100 kHz至800 kHz范圍內(nèi)選擇。

在單個(gè)BGA封裝中，降壓 - 升壓μModule穩(wěn)壓器LTM8056包括一個(gè)控制器，四個(gè)功率MOSFET，一個(gè)電感器和支持組件總之，為了擴(kuò)大降壓 - 升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器在各種應(yīng)用中的應(yīng)用，供應(yīng)商繼續(xù)擴(kuò)展其產(chǎn)品組合，采用新型元件，在更寬的輸入電壓范圍內(nèi)提供更高的效率具有更寬的可配置輸出。除了提供更高的效率外，這些新型降壓 - 升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器還可以處理更高的功率，并提供增加器件性能特性的功能。