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一、DCDC開關電源原理
定義：DC-DC 開關電源是一種將直流電壓轉換為另一種直流電壓的電源裝置，其原理基于開關管的導通與截止，通過控制開關管的占空比來調節輸出電壓。

按拓撲結構分類

buck 型（降壓型）
- 原理：通過控制開關管的導通時間，將輸入電壓降低到所需的輸出電壓。在導通期間，電源向負載和儲能電感充電；在截止期間，儲能電感釋放能量維持負載電流。
- 特點：輸出電壓低于輸入電壓，效率較高，輸出電流紋波相對較小，常用于對電壓穩定性要求較高的場合，如電腦主板、手機充電器等。
boost 型（升壓型）
- 原理：當開關管導通時，儲能電感儲存能量；開關管截止時，電感中儲存的能量與輸入電壓疊加，使輸出電壓高于輸入電壓。
- 特點：輸出電壓高于輸入電壓，可用于將低電壓電源轉換為高電壓電源，如汽車電子中的電源升壓模塊、太陽能電池板的升壓電路等。但輸出電流能力相對較弱，且輸出電壓紋波較大。
buck - boost 型（升降壓型）
- 原理：通過控制開關管的導通和截止時間，使輸出電壓可高于或低于輸入電壓。在不同的工作模式下，儲能電感和電容的充放電過程不同，從而實現電壓的升降壓轉換。
- 特點：能實現升降壓功能，靈活性較高，但電路復雜度較高，效率相對較低，輸出電壓和電流紋波較大。常用于一些對電源電壓要求靈活可變的設備中，如便攜式電子設備的電源管理電路。
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  這里繼續上篇文章，上次我們對Boost電路的工作原理進行了分析，加下來我們對Buck-Boost電路進行一起分析和學習。

二、工作原理

Buck/Boost變換器，亦被稱為升降壓式變換器，是一種獨特的不隔離直流變換器。其輸出電壓既可低于亦可高于輸入電壓，且輸出電壓的極性與輸入電壓恰好相反。從結構上看，Buck/Boost變換器可視為Buck變換器與Boost變換器的巧妙結合，通過串聯的方式實現了開關管的合并。以下為Buck/Boost轉換器的基本電路圖：

當開關管導通時，輸入電流會直接流過電感并接地，而右端的輸出則主要依靠電容的放電來維持。在一般情況下，我們可以忽略Uq的壓降，因此Uon可以近似等于Ui。

當開關管處于關閉狀態時，電感電流會從地線流向負載電阻R和電容C，經過二極管后再次回到電感，完成一個能量釋放與電容充電的循環。在此過程中，由于二極管的壓降通常可以忽略，因此，我們可以近似認為Uoff等于Uo。

由伏秒平衡原理，我們得到等式：Ui * TD = Uo * (Ts - TD)，經過化簡，可以得到以下結果。
接下來，我們探討如何通過調整輸出電壓來實現降壓或升壓的效果。這關鍵在于控制開關管的PWM波占空比。當占空比超過一半時，將實現升壓效果；而降低占空比則會導致降壓。
三|、總結

經過上述的探討，我們了解到通過調整輸出電壓，可以實現降壓或升壓的效果。這種調整的關鍵在于對開關管的PWM波占空比進行精確控制。當占空比超過50%時，系統將呈現出升壓的特性；相反，降低占空比則會導致降壓。這一發現為我們提供了在電路設計中實現電壓靈活調整的重要依據。

Buck-Boost電路，一種既能降壓也能升壓的斬波器，其輸出平均電壓U0可以大于或小于輸入電壓Ui，但極性相反，通過電感進行傳輸。BUCK-BOOST型DC-DC轉換器的公式為Vo=(-Vi)*D/(1-D)。
開關管，通常選用功率三極管或功率MOS管，其通斷由PWM波信號控制。
電感，在此電路中扮演儲能角色。在儲能與釋能過程中，電感的正負極會發生變化。需注意，流經電感的電流無法突變，只能逐漸變化。
二極管，主要用于限流。
電容，主要起濾波作用。
電阻，作為負載使用。
在布局和布線時，還需注意以下幾點：

DC-DC轉換器的功率管腳應大面積鋪銅以減少電源溫升。
根據載流原則處理好輸入和輸出主回路，并注意鋪銅的通流能力和過孔數量。
反饋線應避免繞著電感L走。
開關電源芯片及其電感下方應盡量避免布局其他信號線。
二極管續流回路應盡可能短以減少損耗。
DC-DC芯片的散熱焊盤上需打矩陣過孔以增強散熱效果。
布局要緊湊且輸入輸出主干道宜采用“一”字型或“L”型布局方式以提高效率。
關鍵濾波電容的放置要合理遵循先大后小的原則以確保穩定性和響應速度。
輸出供電電源應從輸出電容取電以保證供電穩定性。
對于多路輸出的開關電源應盡量使相鄰電感垂直分布以減少磁場干擾。

此外，在選擇時還需綜合考慮DC-DC與LDO的優缺點以便選出最適合的轉換器類型。
開關穩壓電源的效率通常高達80%以上，然而其輸出紋波電壓相對較高，導致噪聲較大，進而影響電壓調整率等關鍵性能。特別是在為模擬電路供電時，這種影響將更為顯著。

DC-DC轉換器的優點包括高效率、寬輸入電壓范圍以及強大的驅動力。然而，它相較于LDO，負載響應稍顯遜色，且輸出紋波較大。另一方面，LDO以其快速的負載響應、出色的穩定性和低輸出紋波而聞名。但遺憾的是，其效率較低，且輸入與輸出的電壓差、驅動能力以及負載能力均有限。在實際應用中，需要綜合考慮這些優缺點來選擇合適的器件。