本文主要讲述四开关Buck—Boost的拓扑结构让各位进一步深入了解开关电源。既然我们要了解四开关Buck-Boost那我们必须得先了解什么是Buck-Boost之前的篇幅我向各位介绍了Buck与Boost的拓扑结构具体文章链接如下通用宽压多路DC-DC电源模块-CSDN博客引言传统电路痛点分析单纯Buck电路仅降压无法升压输入电压必须高于输出单纯Boost电路仅升压无法降压输入电压必须低于输出大家想想如果一个产品需要稳定的电源输出即无论输入是高了还是低了输出维持在一个值。那单纯的Buck或Boost就都无法做到或者说有没有这样的电路当输入电压低了就拉高它输入电压高了就拉低它那么Buck-Boost电路就能做到原理就是把Buck与Boost合并在一起。Buck-Boost拓扑单管非同步Buck-Boost其拓扑结构和BuckBoost相似其实他们的拓扑就是开关,电感,二极管的不同排列组合。我们来仔细分析这个拓扑图首先我们还是把MOS管当作开关当开关闭合时电流无法流过二极管只能流向电感电感储能电流上升。当开关闭合时电感感应出反向电动势通过负载和二极管放电。这个说法其实和Buck很相似那为什么可以实现稳定的输出呢这就是MOS管的功劳了我们都知道了这个MOS管在这个电路的作用就是高速开关此时我们把电感想象成一个电池当MOS管导通VS就给电池充电充到一定的电量后MOS管就关断这样电池就给后级放电。那我们如何知道MOS管什么时候导通什么时候关断呢其实这就与输入进MOS管的PWM的占空比有关系了在此补充一下PWM的知识点PWM即脉冲宽度调制周期固定只改变高电平的持续时长的方波信号PWM的占空比就是高电平的时间占周期的比例比如占空比50%就是高电平持续了周期一半的时间。所以我们不断控制PWM的占空比来不停开关MOS管。举个例子图中NMOS高电平导通当PWM高电平占空比20%那低电平占空比80%那么NMOS导通时长为20%即电感放电时间更长负载电压下降。补充说明电源的电流由于二极管的存在始终无法流向负载所以负载完全是由电感供电上文的电池比喻。并且由于电感是通过感应反向电动势来给负载供电即负载的电压与电源的电压方向相反。小Tips可是有人会想光靠一个电感凭什么可以升压这次电源又不像之前的Boost一样参与后级供电其实我们可以把电感充放电过程比作用水桶接水龙头的水然后倒到远处水桶只要我一直接水倒水那么远处水桶的水位就可以高于水龙头的水位。四开关Buck-Boost拓扑掌握了Buck-Boost基础那么来理解这个四开关电路就很简单了。这个四开关Buck—Boost就有四种工作模式设24V为A点VCAP为B点。1.A-B(Buck降压首先导通Q1Q3关断Q2Q4此时电流路径A-Q1-电感-Q3-B电感储能所以此次VBVA-VL实现降压效果若要完成电感的放电即关断Q1Q3导通Q2Q4形成续流回路。2.A-B(Boost升压首先还是导通Q1Q4关断Q2Q3让电感储能然后导通Q2Q3关断Q1Q4电感电流方向保持不变电感感应电压叠加A点电压。3.B-A(Buck降压与A-BBuck原理相同导通Q1Q3关断Q2Q4此时电流路径B-Q3-电感-Q1-A电感储能此次VAVB-VL然后电感放电就导通Q2Q4关断Q1Q3形成续流回路。4.B-A(Boost升压也与A-B(Boost原理相同导通Q2Q3关断Q1Q4让B给电感充电之后导通Q1Q4关断Q2Q3,电感电流方向保持不变电感感应电压叠加B点电压。既然普通的Buck—Boost就能完成任务我们为什么还需要四开关Buck—Boost呢之前在补充说明我们讲过普通Buck—Boost中负载的电压与电源反向而看这个四开关拓扑它的输入和输出极性是一样的并且四开关Buck—Boost可以优化电流波形纹波相对更好更容易满足EMC要求当然这都是后话了以后带大家了解。工程应用场景四开关Buck-Boost的应用极其广泛我举一些例子电池供电系统锂电池、铅酸电池宽压稳压电源车载电源、光伏微型变换器对EMC要求极其严格)储能双向充放电电路工业宽压输入DC-DC模块电源总结希望通过上述的讲解让各位对四开关Buck-Boost拓扑有一定的了解。