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降压-升压转换器使灵活的能量收集设计
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降压-升压转换器使灵活的能量收集设计
对于具有高度可变能源的能量收集应用程序，工程师可以发现自己处理的输出电压可以高于或低于需要充电的典型能量存储单元的电平。在过去，设计师处理这种情况下，通过升压阶段与单独降压转换器，以确保适当的电压输出水平。单芯片降压-升压转换器通过产生输出电压小于或等于或大于输入电压，提供了一种方便的替代方案。为了应对从高可变能源中获取电力的挑战，工程师们现在可以使用模拟设备、线性技术、马克西姆集成电路和德克萨斯仪器等降压集成电路来简化它们的设计，等等。
降压/升压转换器包含四个开关，两个电容器和一个电感（图1a）。在运行中，高效率降压型升压装置只在四个开关中运行两个，减少损耗，提高效率。
当VIN大于VOUT电压时，开关C打开，开关D关闭，开关A和B在标准降压稳压器（图1b）中工作，根据脉宽调制（PWM）频率切换输出电压，以产生较低的输出电平。当输入电压小于VOUT电压时，开关B打开，开关A关闭，使开关C和D在升压调节器（图1C）中工作，充电和放电电感提高输出高于VIN。当VIN接近VOUT时，该器件工作在降压-升压模式下，在开关周期中需要降压和升压操作。
Figure 1： A buck-boost converter （A） operates pairs of switches in combination to maintain high efficiency while operating in buck （B） and boost （C） modes （Courtesy of Analog Devices）。
Device manufacturers take special care to reduce losses， optimize efficiency， and eliminate instability due to mode switching. Fundamentally， the goal for design of these devices is to provide effective voltage regulation with minimal current ripple in the inductor to guarantee good transient performance. As a result， circuit designers can incorporate these devices with minimal additional circuitry to achieve well-regulated output despite widely varying input voltages.
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