开关电源深度解析:BUCK-BOOST功率级

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"buck-boost 开关型电源 功率级 控制电路 降压 升压 连续模式 非连续模式 稳态分析 小信号模型 变型 组件选择" 本文是一份关于开关型电源中BUCK-BOOST功率级的详细应用报告,由Everett Rogers撰写,最初发布于1999年3月,并在2002年11月进行了修订。报告主要聚焦于功率级本身,而不涉及控制电路部分。BUCK-BOOST功率级是一种能实现输入电压到输出电压正反向转换的非隔离拓扑结构,尤其适用于需要输出电压高于或低于输入电压的应用场景。 报告首先介绍了BUCK-BOOST功率级的基本构成,包括开关和输出滤波器,并强调了其在连续模式和非连续模式下的工作原理。在稳态分析中,详细探讨了两种模式下的电压转换和电流状态。连续导通模式(CCM)下,电感电流在整个开关周期内保持连续;而非连续导通模式(DCM)中,电感电流在开关周期内有一段时间为零。这两种模式下,功率级的性能表现和参数选择有所不同。 报告还涉及了临界电感的概念,这是介于CCM和DCM之间的一个特殊工作点,对理解和优化功率级性能至关重要。此外,报告列举了标准BUCK-BOOST功率级的不同变型,如反向(Flyback)功率级,这些变型扩展了拓扑的应用范围。 在小信号模型部分,报告详细分析了在CCM和DCM下,BUCK-BOOST功率级的动态响应,包括其传递函数,这对于设计高稳定性电源至关重要。这部分内容有助于理解功率级的瞬态响应和频率特性。 接着,报告讨论了功率级各组成部分的选择,如输出电容、电感、功率开关和输出二极管。每个组件的选取都直接影响到电源的效率、纹波、热性能和可靠性。例如,输出电容的选择要考虑纹波抑制和稳定性,而输出电感则影响电流转换和电磁兼容性。 最后,报告总结了BUCK-BOOST功率级的主要特点和设计考虑,同时提供了进一步阅读的参考文献,为电源设计师提供了全面的技术指导。这份报告对于理解BUCK-BOOST功率级的工作机制、优化设计以及解决实际工程问题具有很高的参考价值。