不要在降压-升压模式下操作 4 开关降压-升压转换器

DC/DC 转换器将输入电压源转换为所需的电压电平。当输入电压高于所需的输出电压时，我们需要一个降压转换器。反之，当输入电压低于输出电压时，则需要升压转换器。在输入电压可能高于或低于输出电压的应用中，我们需要的是降压-升压转换器。

存在多种用于实现同相降压-升压(降压和升压)转换的拓扑，例如单端初级电感转换器 (SEPIC)、Zeta 转换器、双开关升降压转换器和四开关升降压转换器。然而，使用这些拓扑结构的降压-升压转换不如基本降压或升压转换器高效。这背后的原因是什么?有什么办法可以提高效率吗?

当一个转换器的输入电压可以高于或低于稳压输出且不需要提供隔离时，对于基于变压器的拓扑结构来说，四开关降压 - 升压型转换器通常是一种较好的替代方案。降压 - 升压型转换器可提供一个较宽的输入电压范围、更高的效率且无需使用庞大笨重的变压器。相比于功能相当的 SEPIC 转换器，降压 - 升压型转换器的效率要高得多。

让我们以一个四开关升降压转换器为例来回答这些问题。仔细观察四开关降压-升压转换器拓扑，我们会发现它实际上是降压转换器和升压转换器的级联组合。不知何故，我们应该能够将其用作降压转换器或升压转换器。图 1 显示了降压或升压模式与传统降压-升压模式之间的比较。

在传统的升降压模式下工作时，Q 1和 Q 2共享一个栅极控制信号，而 Q 3和 Q 4共享另一个。这两个栅极控制信号相互补充。在降压或升压模式下，当V IN高于V OUT时，Q 2保持关闭，而Q 4始终关闭;因此它像典型的降压转换器一样工作。相反，当V IN低于V OUT时，Q 1始终导通而Q 3保持截止;然后它作为一个典型的升压转换器工作。

在降压-升压模式下，所有四个开关都在每个周期内切换。相比之下，在降压模式或升压模式下，每个周期中只有两个开关在切换。每个周期内更多的开关开关本质上会产生更多的开关损耗。此外，在降压-升压模式 ( I IN + I OUT )中流过电感器和开关的平均电流或基座电流高于降压模式 ( I OUT ) 和升压模式 ( I IN )，这会导致更高的传导损耗. 因此，降压或升压模式下的效率远高于降压-升压模式。

我们可以使用 TI最新的宽 V IN四开关降压-升压控制器LM5175实现优化的降压或升压模式控制。从评估模块测得的效率在整个 V IN范围内显示出非常高的效率。

因此，为了实现高效率，请勿在降压-升压模式下运行四开关降压-升压转换器。而是在降压模式或升压模式下运行。你的选择是什么?