图文简析Buck-Boost电路开关态工作原理

Boost电路与Buck电路都是在DC-DC电源模块中常见的电路模式，但是对于刚刚开始接触电源行业的新人来说，可能并不是特别了解这两种电路的工作运行状态。本文将会针对Buck-Boost电路的开关态工作原理进行详细的解析，帮助新人工程师充分掌握该电路系统在开态、关态模式下的运行知识。

在保持正常运行的状态下，采用Buck-Boost电路系统的输出电压幅度可低于或高于输入电压，如果将源电压的负端作为参考节点，则输出电压的极性与源电压相反。该电路系统的原理图如下图1所示，其中，SW1、SW2均为理想开关。由于本身所具备的电压输出特性，采用该种系统的电路可以在连续导通模式和非连续导通模式(DCM)下工作。连续导通模式在稳态工作时，整个开关周期内都有电流连续通过电感。而非连续导通模式下的电感电流是不连续的，即在开关周期内的一部分时间电感电流为0，且它在整个周期内从0开始，达到一个峰值后，再回到0。

图1 Buck-Boost电路原理图

与其他的电路系统模式相同的是，在保持连续的导通模式下该电路模式可以在每个开关周期内有两种工作状态，当SW1闭合、SW2断开时，为开态，如图2所示。当SW1断开、SW2闭合时，为关态，如图3所示。下面分别对这两种工作状态进行分析。

Buck-Boost电路开态运行模式

在开态运行模式下，该电路的运行状态可以参考图2。处于开态模式下，Bosst输入电压直接加载在电感两端，且由于加载的电压通常必须为定值，因此电感电流线性增加，而所有的输出负载电流由输出电容C提供。

图2 Buck-Boost电路开态原理图

Buck-Boost电路关态运行模式

在关态运行模式下，该电路的运行状态可以参考图3。在关态模式下，由于SW1断开，电感电流减小，电感两端电压极性翻转，且其电流同时提供输出电容电流和输出负载电流。根据电流流向可知输出电压为负的，即与输入电压极性相反。因为输出电压为负的，因此电感电流是减小的，而且由于加载电压必须是常数，所以电感电流线性减小。

图3 Buck-Boost电路关态原理图

总结

工程师在了解了Buck-Boost电路系统的开态、关态运行特性后，可以在工作过程中更快捷的进行CAD电路系统设计。通过对电路系统的合理安排和设计，能够帮助机体全面提升工作效率，达到优化目的。