可提高效率的升压稳压器的介绍
我们知道降压 - 升压型dc/dc转换器是一种可靠的元件，可在各种工业和汽车环境（包括电池供电产品）中普遍存在的各种输入电压条件下提供稳定的输出电压。多年来，intersil，凌力尔特，德州仪器和vicor等供应商不断提高这些设备的性能，同时扩展其产品组合 。
现在，其中一些供应商已经发布了具有许多独特功能和功能的新一代降压 - 升压型dc/dc转换器，以应对新的挑战并克服以前限制其使用的障碍。此外，通过更宽的输入和输出电压范围以及高输出电流，降低了损耗以实现非常高的效率。高频操作还可实现同类最佳的功率密度和瞬态响应。因此，这些转换器被设计用于各种高性能应用，包括计算，通信，工业，led照明和电池系统。
可变调节输出
vicor例如，通过增加一个具有宽输入电压范围的新型灵活降压 - 升压转换器pi3749，扩展了其降压 - 升压系列。其可变调节输出可在很宽的范围内变化，转换效率非常高，达到98％。作为picor cool-power zvs系列的一员，它采用了该公司的零电压开关（zvs）拓扑结构，可最大限度地降低开关损耗，并在16 v至34 v的指定输入电压范围内保持高效率。转换器的稳压输出电压可以在12 v至34 v之间变化，而输出电流可以高达11.5 a，供电功率超过200 w。
高密度降压 - 升压转换器采用10.0 x 14.0 x 2.56 mm lga封装系统级封装（sip）集成了一个控制器，四个电源开关和相关的支持组件，如图1所示。因此，pi3749-00只需一个外部电感，电阻反馈分压器和最小电容即可形成一个完整的电容器。 dc/dc开关模式降压 - 升压稳压器。
图1：vicor最新的降压 - 升压稳压器采用lga系统级封装（ sip）集成了控制器，电源开关和支持组件。
输出电压可通过馈电b调节通过分压器向误差放大器的输入端提供所需输出的一部分（图2）。从产品数据表中获得的公式1可用于确定分压器的电阻值r1和r2。
如数据表中所述，r2值由用户选择。供应商建议r2的电阻值为1.07kω（1％）。因此，如果需要24 v输出，可以使用公式（1）计算r1。一旦计算出r1，用户应根据制造商选择最接近的电阻值。因此，对于该示例，使用等式（1），r1变为14.03kω。所以建议使用14.0kω，容差为1％。
图2：完成dc/dc开关模式降压 - 升压稳压器， pi3749仅需要外部电感，电阻反馈分压器和少量输入和输出电容。
zvs架构还支持高频工作，同时最大限度地降低开关损耗并最大限度地提高效率。高开关频率操作可减小外部滤波元件的尺寸，提高功率密度，并实现对线路和负载瞬态的非常快速的动态响应。该产品数据手册使用480 nh外部电感（l1）和外部电容cin = cout = 20 pf和800 khz开关频率，可在16 v至34 v输入电压范围内为24 v输出解决方案提供高效性能（图3）。
图3：采用cool-power zvs降压 - 升压稳压器pi3749-00的24 v输出解决方案的效率与输出电流。该设计的输入电压范围为16 v至34 v.
据观察，24 v输出降压 - 升压转换器的峰值效率在满载7 a时为98.5％，24 v输入。当输入为16 v或34 v时，它下降了97.5％。此外，在宽负载变化时效率仍然很高。例如，从中负载到满负载，效率保持在97％以上，在低负载时下降几个点。
对于更高的输出电流要求，可以使用单线电流共享并行连接pi3749，无需任何其他组件。根据器件的数据手册，当每个模块的引脚eao，eain和sgnd连接在一起时，降压 - 升压稳压器将均等地共享输出电流，并且输出纹波不会过大。
更多选项
同样，德州仪器推出了新型四开关同步降压 - 升压型dc/dc控制器lm5175，可实现极高的效率并降低emi。该降压 - 升压控制器为n沟道mosfet提供集成驱动器，可处理3.5 v至42 v的宽输入电压，并可调节0.8 v至55 v的输出电压。适用于各种降压，升压和降压 - lm5175的输出功率从几瓦到大于100 w，可提升应用，采用专有的开关方案，最大限度地提高降压 - 升压转换区域的效率。此外，它还采用降压和升压工作模式下的电流模式控制，以实现更好的负载和线路调节。开关频率由外部电阻编程，可与外部时钟同步。
根据制造商的说法，降压 - 升压控制器提供了一个强大的栅极驱动（7.5 v时为2 a），允许宽输入mosfet更快更有效地切换。此外，产品数据表显示控制器提供可选的打嗝模式短路保护，以防止在延长的负载电流故障期间发生热失控，从而将热应力降低多达30％。
采用lm5175控制器的典型降压 - 升压型dc/dc转换器，工作在6 v至36 v的宽输入电压范围，提供稳定的12 v输出电压，电流容量为6 a如图4所示。产品数据表显示该设计的开关频率为300 khz，工作模式为连续导通模式（ccm）和打嗝。同样，产品数据表中详细介绍了其他外部元件（如电感，输入/输出电容，检测电阻，斜率补偿和输出mosfet）的选择。
图4：基于lm5175的降压 - 升压型dc/dc转换器原理图，工作在6 v至36 v的宽输入电压范围，6 a输出电压为6 a.
图4中具有12 v输出的基于lm5175的降压 - 升压型dc/dc转换器的效率响应如图5所示。该效率曲线取自产品数据表。据观察，对于12 v输入，降压 - 升压可提供从中负载到满负载的近99％的峰值效率。即使负载低至0.5 a，它仍高达95％。在降压模式下，24 v输入时，满负载时效率降至97.5％，但从中负载到满负载仍保持在97％左右-加载。相比之下，在降压模式下，低负载时效率下降得更快。在具有6 v输入的升压模式下，效率性能在中到满负载时甚至更低。它在低负载区域比buck模式好。
图5：基于lm5175的12 v输出降压 - 升压转换器的效率与负载电流。输入范围为6 v至24 v.
对于输入电压较高，高达58 v，负载电流为4 a，凌力尔特公司在其降压 - 升压μmodule稳压器系列中增加了新成员。 ltm8056是一款完整的开关模式dc/dc转换器，输入电压范围为5 v至58 v，能够调节1.2 v至48 v的输出电压。采用紧凑型包覆成型球栅阵列（bga）封装，它包含一个开关控制器，四个电源开关，一个电感器和支持组件，如图5所示。它提供4 a负载电流，其开关频率可在100 khz至800 khz范围内选择。
在单个bga封装中，降压 - 升压μmodule稳压器ltm8056包括一个控制器，四个功率mosfet，一个电感器和支持组件总之，为了扩大降压 - 升压型dc/dc转换器在各种应用中的应用，供应商继续扩展其产品组合，采用新型元件，在更宽的输入电压范围内提供更高的效率具有更宽的可配置输出。除了提供更高的效率外，这些新型降压 - 升压型dc/dc转换器还可以处理更高的功率，并提供增加器件性能特性的功能。
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图2：完成dc/dc开关模式降压 - 升压稳压器， pi3749仅需要外部电感，电阻反馈分压器和少量输入和输出电容。
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图3：采用cool-power zvs降压 - 升压稳压器pi3749-00的24 v输出解决方案的效率与输出电流。该设计的输入电压范围为16 v至34 v.
据观察，24 v输出降压 - 升压转换器的峰值效率在满载7 a时为98.5％，24 v输入。当输入为16 v或34 v时，它下降了97.5％。此外，在宽负载变化时效率仍然很高。例如，从中负载到满负载，效率保持在97％以上，在低负载时下降几个点。
对于更高的输出电流要求，可以使用单线电流共享并行连接pi3749，无需任何其他组件。根据器件的数据手册，当每个模块的引脚eao，eain和sgnd连接在一起时，降压 - 升压稳压器将均等地共享输出电流，并且输出纹波不会过大。
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同样，德州仪器推出了新型四开关同步降压 - 升压型dc/dc控制器lm5175，可实现极高的效率并降低emi。该降压 - 升压控制器为n沟道mosfet提供集成驱动器，可处理3.5 v至42 v的宽输入电压，并可调节0.8 v至55 v的输出电压。适用于各种降压，升压和降压 - lm5175的输出功率从几瓦到大于100 w，可提升应用，采用专有的开关方案，最大限度地提高降压 - 升压转换区域的效率。此外，它还采用降压和升压工作模式下的电流模式控制，以实现更好的负载和线路调节。开关频率由外部电阻编程，可与外部时钟同步。
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