非隔離Buck、Boost和Buck-Boost拓撲在AC-DC電源和非隔離DC-DC轉換器設計中有廣泛的應用。盡管許多專利早在20世紀70年代就已經申請，但其線路簡單，成本低和效率高的特點使他們一直被沿用至今。現在的新產品中也會使用新的技術，如數字控制，改進的元器件和更高效的磁性材料等。

隔離型和非隔離型DC-DC轉換器的主要區別是有無變壓器。在隔離型轉換器里，采用變壓器在DC輸入（初級）和DC輸出（次級）間提供安全屏障。非隔離型轉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代替晶體管，二極管代替同步整流電路。

Buck轉換器也稱降壓轉換器，輸出電壓低于輸入電壓，參考圖1。

圖1 Buck 轉換器

當晶體管(S)導通時，電流流過電感L并在電感L中儲存能量，同時對電容C充電。當晶體管S斷開時，電感L中儲存的能量通過負載和二極管D回路放電，電容C也提供部分能量給負載。開關頻率通常大于100kHz。輸出電壓大小取決于晶體管S導通和斷開的時間。

Boost轉換器也稱升壓轉換器，輸出電壓高于輸入電壓。參考圖2。

圖2 Boost 轉換器

當晶體管S導通時，電流通過電感L和晶體管S回路回到輸入端。在此期間能量被儲存在電感中。當晶體管S斷開時，電感L作為電壓源與輸入電壓串聯。電感的儲能通過二極管D和負載回路釋放。可將電容（C）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導通和斷開的時間。

Boost轉換器拓撲應用于大多數AC-DC電源的功率因數校正（PFC）部分。當然所使用的控制IC是不同的，PFC的目的是確保輸入電流波型是正弦的。當輸入電壓大于250Vac時，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，并且由于轉換器未工作在升壓模式下，功率因數將略微降低。

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

圖3 Buck-Boost轉換器

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

TDK-Lambda提供Buck和Buck-Boost轉換器標準產品。與Buck-Boost轉換器相比，Buck轉換器具有元器件少，復雜度低，成本低，效率高，體積小和輸出功率更大等優點。

審核編輯：郭婷