电源硬件设计----降压-升压(Buck-Boost)变换器基础

痛定思痛。 2023-09-27 11:17 6阅读 0赞

## 1 降压-升压(Buck-Boost)变换工作原理 ##

#### 1.1 降压-升压(Buck-Boost)电路实例 ####

TPS63070降压-升压转换器特性：

*  输入电压范围：2.0V 至 16V
 *  输出电压范围：2.5V 至 9V
 *  效率高达95%
 *  降压模式下的输出电流为2A
 *  升压模式下的输出电流为2A
 *  在降压和升压模式之间实现自动转换

典型应用电路如图所示：

![在这里插入图片描述][1061abcc78234719ab469cf74de86403.png_pic_center]  
电路图来自TPS63070官方数据手册

TPS63070内部框图：

![在这里插入图片描述][4eabaf45d1f049f0be38f46699db3d4e.png_pic_center]

#### 1.2 降压-升压(Buck-Boost)变换器工作原理 ####

*  输出电压低于输入电压----BUCK模式
 *  输出电压高于输入电压----BOOST模式
 *  输出电压接近或等于输入电压----BUCK，BOOST轮换模式  
    ![在这里插入图片描述][0149e820e2bb4bcbbaccc0949af2e0c4.png_pic_center]

输入电压接近输出电压，不同时间段波形如下：

![在这里插入图片描述][a087a0eb4328400cbafcf9b57aa89561.png_pic_center]

t0至t1和t2至t3期间，续流模式，开关管导通情况如图所示：

![在这里插入图片描述][a2774ab196c74a66941ed7a7c9ca6355.png_pic_center]

t1至t2期间，充电模式，开关管导通情况如图所示：

![在这里插入图片描述][8782bc19b33446b286ac39f7a90d9b08.png_pic_center]

t3至t4期间，放电模式，开关管导通情况如图所示：

![在这里插入图片描述][1e9cd481803b4d819ab0381bfac8e518.png_pic_center]

## 2 器件选择 ##

#### 2.1 电感选型 ####

*  BUCK模式下的电感值和电流要求
 *  BOOST模式下的电感值和电流要求
 *  选择两种模式下的最大值

TPS63070官方数据手册中电感选择：

![在这里插入图片描述][13fbd67481f145f9a7c8b4df33980cd8.png_pic_center]

#### 2.2 电容选型 ####

TPS63070官方数据手册中电容选择：

![在这里插入图片描述][7837a73cb393442895cd16e77c16f69d.png_pic_center]

#### 2.3 典型应用 ####

TPS63070官方数据手册中典型应用电路和各元件选取：

![在这里插入图片描述][3a94fd9eca1441a2aa821df17996b7f5.png_pic_center]

## 3 PCB布板 ##

#### 3.1 关键路径和节点 ####

*  关键功率路径和节点：1、输入电容；2、输出电容；3、两个SW点
 *  关键控制信号路径和节点：模拟高输入阻抗节点FB

![在这里插入图片描述][169c6e36f63849bc90839d0562df433c.png_pic_center]

#### 3.2 布板建议 ####

TPS63070官方数据手册中PCB布板建议：

![在这里插入图片描述][ceaae28d064c42d9b45fdd5a3ecdd6b4.png_pic_center]

#### 3.3 PCB布板 ####

TPS63070升降压5V电路原理图，如图所示：

![在这里插入图片描述][4d55468f99ef473cba873a1e90513aba.png_pic_center]

TPS63070升降压5V电路PCB布板，如图所示：

![在这里插入图片描述][53271c4ce4524c8c80191968f5b9d6dd.png_pic_center]

TPS63070升降压5V电路PCB3D视图和2D视图，如图所示：

![在这里插入图片描述][b556f568648e44ca9001305a61ded013.png_pic_center]

**希望本文对大家有帮助，上文若有不妥之处，欢迎指正**

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