在許多應用中，電壓需要向上和向下轉(zhuǎn)換。例如，如果輸入電壓范圍為 6 至 24 V，則會產(chǎn)生 12 V。經(jīng)典的寬范圍電源必須能夠進行此類電壓轉(zhuǎn)換。

不同的電壓轉(zhuǎn)換架構能夠向上和向下進行電壓轉(zhuǎn)換。這些是基于變壓器的拓撲，例如反激式穩(wěn)壓器、單端初級電感器轉(zhuǎn)換器 （SEPIC） 拓撲和 4 開關降壓-升壓拓撲。

圖1 4 開關 Buck-Boost

4 開關 buck-boost 是一種非常優(yōu)雅的架構。這里需要四個開關，但只需要一個電感。圖 1 顯示了電路拓撲。

ADI 公司1. 4 開關降壓-升壓電壓轉(zhuǎn)換架構。

線圈始終由四個開關控制，導致降壓開關穩(wěn)壓器向下轉(zhuǎn)換或升壓開關穩(wěn)壓器向上轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換效率高，這種電路的應用非常簡單。

Dostal 的設計：設計創(chuàng)意視頻系列

Analog Devices 的 Frederik Dostal 展示了有關電源和模擬技巧的 Ideas for Design 視頻系列。

開關模式降壓-升壓轉(zhuǎn)換器以一定的開關頻率工作，并在電壓轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部走線上產(chǎn)生脈沖電流。當輸入電壓高于所需輸出電壓時，它們位于降壓模式的輸入側(cè)，當輸入電壓低于所需輸出電壓時，它們位于升壓模式的輸出側(cè)。這些脈沖電流會產(chǎn)生脈沖磁場，從而產(chǎn)生電磁干擾 （EMI）。

實施 Silent Switcher 技術

Silent Switcher 技術可用于設計具有非常好的電磁兼容性 （EMC） 性能的開關模式電源轉(zhuǎn)換器。這種技術將脈沖電流分成兩條導電路徑，每條路徑都具有高度對稱性。這將脈沖電流的振幅減半，對稱性在很大程度上抵消了產(chǎn)生的磁場。

圖 2 說明了該技術在降壓-升壓控制器中的應用。紅色表示脈沖電流的路徑，其磁場通過對稱排列相互抵消。

圖2. 在此版本的 Silent Switcher 技術中，磁場被抵消出脈沖電流路徑。

圖 2 顯示了 8 個開關晶體管?；?Silent Switcher 技術的降壓-升壓電路只需要四個開關，就像傳統(tǒng)的降壓-升壓拓撲一樣。圖 2 中的附加開關是為了識別對稱脈沖電流路徑。

通過將降壓-升壓穩(wěn)壓器和 Silent Switcher 技術相結合，現(xiàn)在可以開發(fā)具有非常好的 EMC 性能的組合式上變頻器和下變頻器。為了實現(xiàn)最佳 EMC 性能，有一些帶有集成去耦電容的穩(wěn)壓器，稱為 Silent Switcher 2 穩(wěn)壓器。

圖 2 中的這些電容器已經(jīng)與集成電路一起集成到 LT8350S 等器件中。這減少了脈沖電流路徑中的寄生效應，因此與帶有外部去耦電容器的器件相比，這進一步降低了輻射發(fā)射。LT8350 是一款具有外部耦合電容器的器件。

圖 3 顯示了一個帶有 LT8350S 降壓-升壓開關穩(wěn)壓器的電路。該器件可承載高達 6A 的開關電流，輸入電壓范圍為 3V 至 40V。為了進一步降低產(chǎn)生的 EMI，您可以使用擴頻頻率調(diào)制 （SSFM）。圖中的電路說明了具有外部電路的 LTspice 仿真模型。

3. 本電路采用 Silent Switcher 升降壓電調(diào)，LT8350S集成度高。

Buck-Boost 開關穩(wěn)壓器適用于必須上下轉(zhuǎn)換電壓的電壓轉(zhuǎn)換器電路。Analog Devices 的新型集成電路（例如 LT8350S）使開發(fā)人員能夠使用 Silent Switcher 技術執(zhí)行此拓撲，以設計具有極高 EMC 的開關模式電壓轉(zhuǎn)換器。