降壓-升壓轉換器使靈活的能量收集設計

　　對于具有高度可變能源的能量收集應用程序，工程師可以發現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單元的電平。在過去，設計師處理這種情況下，通過升壓階段與單獨降壓轉換器，以確保適當的電壓輸出水平。單芯片降壓-升壓轉換器通過產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。為了應對從高可變能源中獲取電力的挑戰，工程師們現在可以使用模擬設備、線性技術、馬克西姆集成電路和德克薩斯儀器等降壓集成電路來簡化它們的設計，等等。

　　降壓/升壓轉換器包含四個開關，兩個電容器和一個電感（圖1a）。在運行中，高效率降壓型升壓裝置只在四個開關中運行兩個，減少損耗，提高效率。

　　當VIN大于VOUT電壓時，開關C打開，開關D關閉，開關A和B在標準降壓穩壓器（圖1b）中工作，根據脈寬調制（PWM）頻率切換輸出電壓，以產生較低的輸出電平。當輸入電壓小于VOUT電壓時，開關B打開，開關A關閉，使開關C和D在升壓調節器（圖1C）中工作，充電和放電電感提高輸出高于VIN。當VIN接近VOUT時，該器件工作在降壓-升壓模式下，在開關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.