DC/DC 转换器是电子设计中常用的电源管理器件，主要用于将直流电压转换为另一种直流电压。《DC/DC 转换器电路设计与开发》系列分为五篇，将从原理到实践为大家介绍 DC/DC 转换器，内容包括其种类、选型、设计、实现和评估。本文为第一篇，将介绍 DC/DC 转换器的类型以及其中两种类型转换器的工作原理。

什么是 DC/DC 转换器？

DC/DC 转换器是一种将直流电压或者电流电平转换为另一种直流电压或电流电平的电子设备。下图 (图1) 为 DC/DC 转换器的原理图，输入电压可以通过 DC/DC 转换器转换和输出。此外，为了在电路板上安装和使用 DC/DC 转换器，可能需要 MOSFETs、电感器、二极管、电容器和电阻器等外围元件。相关选型原则将在后续文章中详细解析。

DC/DC 转换器的类型

根据不同的工作原理和转换方式，DC/DC 转换器可以分为降压 (Buck）、升压 (Boost) 和升降压 (Buck-Boost) 等几种类型。本文的电路设计主要使用了两种类型的开关稳压器——降压型和升压型，这两种类型通常也称为降压型 DC/DC 转换器和升压型 DC/DC 转换器。两者的区别顾名思义：将电压降低到输入电压以下的 IC 是降压型，而提高电压的 IC 是升压型。

开关稳压器的工作原理

差异

虽然降压型和升压型都属于开关稳压器，但由于电路结构不同，其控制方法也存在差异。电路结构的主要区别在于电感器的位置：

降压型电路中，电感位于开关元件 (如 MOSFET) 的前端，而升压型电路中，电感则位于开关元件的后端。电感器具有传导恒流的特性。当电流流经电感时，它会将电能转化为磁能存储；当电流中断时，磁能又会重新转化为电能释放，以此保持电流连续性。开关稳压器正是利用这种“储能-释能”的交替过程，通过控制开关频率和占空比来实现升压或降压功能。

工作原理

降压型 DC/DC 转换器

开关稳压器的工作包括开关导通 (ON) 和关断 (OFF) 两种状态。如下图 (图2)、(图3) 所示，当开关导通 (ON) 时，输入电流通过开关流向电感器并储存能量，此时电源直接为负载供电。在开关关断 (OFF) 的状态下，电源与电路断开连接。在此过程中，电感器释放储存的能量，继续维持负载电流。通过在这两个动作之间交替切换，可以将输入电压降至任何电平和输出。此外，输出电压通过输出电容器进行平滑处理，因此可以保持恒定电压。

升压型 DC/DC 转换器

与降压型一样，升压型以导通 (ON) 和关断 (OFF) 两种状态工作。当开关导通时，电流通过电感流向开关，能量存储在电感中。当开关关断时，电感器可以通过将储存的能量与电源一起提供来产生高于输入电压的电压，以试图维持电流。 如上所述，升压型在开关 ON 和 OFF 状态下，电源继续向电感器供电，由于在 OFF 状态下可以产生更高的电压，因此可以将输入电压升压到任意水平并输出。

这样，同一开关稳压器根据电路配置 (尤其是电感和开关的位置) 以不同的方式工作。另外，一些开关稳压器包括可以同时执行降压和升压性能的升降压 IC，以及可以输出负电压的反相 IC。欲了解更多关于开关稳压器的信息，请参阅：《在系统中成功运用 DC-DC 降压/升压调节器》。

总结

本文主要为大家介绍了DC/DC 转换器的类型——降压 (Buck）、升压 (Boost) 和升降压 (Buck-Boost）。另外还介绍了降压型和升压型 DC/DC 转换器的差异和工作原理。在下一篇文章中，我们将介绍关于 DC/DC 转换器和外围元件的选型要点，帮助工程师避免常见的设计错误。

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