BUCK-BOOST电路是一种常用的DC/DC变换电路，其输出电压既可低于也可高于输入电压，但输出电压的极性与输入电压相反。下面我们详细讨论理想条件下，BUCK-BOOST的原理、元器件选择、设计实例以及实际应用中的注意事项。
1）BUCK-BOOST电路原理
图1.BUCK-BOOST电路简
当功率管Q1闭合时，电流的流向见图2左侧图。输入端， 电感L1直接接到电源两端，此时电感电流逐渐上升。导通瞬态时di/dt很大，故此过程中主要由输入电容CIN供电。输出端，COUT依靠自身的放电为RL提供能量。
当功率管Q1关断时，电流的流向见图2右侧图。输入端VIN给输入电容充电。输出端，由于电感的电流不能突变，电感通过续流管D1给输出电容COUT及负载RL供电。
系统稳定工作后，电感伏秒守恒。Q1导通时，电感电压等于输入端电压VIN；Q1关断时，电感电压等于输出端电压VOUT。设T为周期，TON为导通时间，TOFF为关断时间，D为占空比（D=TON/T），下同。
■由电感伏秒守恒有：
■由此可得：
占空比小于0.5时，输出降压；占空比大于0.5时，输出升压。以上式子只考虑电压的绝对值，未考虑输出电压的方向。
图2.BUCK-BOOST电流流向
Q1闭合
Q2断开
2）BUCK-BOOST元器件计算及各点波形（电感电流连续模式）
以下均在电感电流连续模式下讨论，即CCM。
首先我们先看一下各点理想情况下的波形：
图3.关键元器件电压、电流波形
电感L1：
通常ΔI可以取0.3倍的+
，在导通时，电感的电压等于输入电压，电感感量可由下式计算：
若按上述感量选择电感，则流过电感的峰值电流：
实际应用应留有一定的余量，电感的电流能力通常取1.5*（+
）以上。
续流二极管D1：
当Q1导通时，续流二极管的阴极SW点电压为VIN，续流二极管的阳极电压为，故D1承受的电压为：
当Q1关断时，续流二极管续流，电流的峰值为，平均电流为
。
由于二极管在高温下漏电容易造成芯片的损坏，故通常要留有一定的余量，其中电压建议1.5倍的余量。
功率管Q1：
当Q1关断时，SW点电压被钳位到，故功率MOS承受的最大电压：
当Q1导通时，Q1的电流峰值为，平均电流为
。
输入电容：
输入电容纹波电流有效值可用下式计算：
如果设CIN电容在MOS导通时，电压跌落不超过ΔV1，则可用下式计算最小容量：
输出电容：
输出电容纹波电流有效值可用下式计算：
如果设COUT电容在MOS导通时，电压跌落不超过ΔV2，则可用下式计算最小容量：
3）设计实例：
要求：输入电压10～14V，输出电压-5V，输出电流1A，选取合适的芯片，并计算主要元器件参数。
解决步骤：计算输入电流：输出功率约5W，输入最大电流，假设80%的效率，则输入电流为5W/0.8/10V=0.625A；
计算输入峰值电流：
计算功率管、续流肖特基管峰值电压：|-5V|+|14V|=29V；
选择合适的芯片，可选耐压为40V左右，电流能力大于2A以上的BUCK降压芯片，此处选择XL4201；
计算10V时的占空比：
计算电感量：
计算最小电流能力：
选用47uh/3电感；
肖特基二极管耐压要大于29V，平均电流1A，峰值电流约1.87A，可选SS36；
输入电容纹波电流有效值：
“sqrt”代表根号；
假设输入电压最大跌落0.05V，则：
选用47uF电解电容；
输出电容纹波电流有效值：
假设输出放电电压最大跌落0.05V，则：
选用100uF电解电容。
实际电路可参考下图：
图4.XL4201 BUCK-BOOST参考电路图
4）注意事项：
- 芯片与肖特基二极管D1的耐压均要大于输入电压与输出电压绝对值之和；
- CINB与C1为芯片提供纯净电源，CINB可以选用10uF以上电容即可；
- 芯片的GND引脚与输入、输出功率地不是同一属性，注意区分；
- BUCK-BOOST电路的效率要低于单纯的BUCK或BOOST电路，实际使用时要注意多留余量。
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