在实际应用中，电路往往需要升降压进行配合：输入电压是波动的，有时会比输出电压高，有时会比输出电压低（例如放电中的电池），同时拥有升降压功能的Buck-Boost电路就可成为此类应用场合的最佳电源解决方案。

  从Buck-Boost变换器的主电路拓扑出发，带领大家一同探究其工作原理，了解正负压输出Buck-Boost方案后，知晓其广泛应用。

01.主电路拓扑

  常规Buck-Boost变换器是输出电压Vout既可低于也可高于输入电压Vin的单管不隔离直流变换器，其主电路与Buck或Boost变换器的元器件相同，也由开关管、二极管、电感和电容等构成，其开关管也为PWM控制方式。

  Q导通时间内（Ton）：UL=Vin

  Q关断时间内（Toff）：UL=Vout

  Buck-Boost变换器也有电感电流连续和断续两种工作方式，在iL连续时存在两种开关模态，断续时存在三种开关模态。

  Buck-Boost 电路特征

  • 输出电压可大于/等于/小于输入电压 

  • 输入/输出电流断续 

  • 输出电压是负压

  • MOS管、二极管端压为(VIN+VOUT)，对器件耐压要求较高

  常规的Buck-Boost电路Vout=-Vin*D/(1-D)，输出电压的极性和输入电压相反，输出电压是负压。而四开关Buck-Boost电路，Vout=Vin*D/(1-D)，输出电压的极性与输入电压相同。

  以下为您详解两类不同电压输出方式的Buck-Boost电路。

02.正负压输出Buck-Boost

 （一）应用方案

  Buck芯片外围元件改变接法可以成为Buck_Boost电路使用。原Buck的电路(PCB Layout)无须改动，只需改变原电路的接线就可以实现:原Buck电路的Vout变为GND，原Buck电路的GND变为Vout。

  （二）复用电路特点

  优点：电路简单，可用Buck IC实现，不增加额外元器件。

  缺点：

  (1）相比Buck电路，IC内部功率管/输入电容的端压较大；

  (2）相比Buck电路，相同输出负载，功率管流过的峰值电流更大；

  (3）输出电压是负压，应用不广，通常用于运放或者某些电路提供负压偏置。

  相比于负压输出Buck-Boost电路，正压输出的4-Switch Buck-Boost电路应用更加广泛，下面简要介绍它的工作原理和应用场合。

  （一）工作原理

  Buck模式下，控制SW4常导通和SW3常关断，PWM控制SW1和SW2，电路变成普通的Buck电路。

  Boost模式下，控制SW1常导通和SW2常关断，PWM控制SW3和SW4，电路变成普通的Boost电路。

  实现Buck-Boost变换的控制方案有很多，这里只举一种控制方法做说明。

  导通时序：SW1/SW3→SW2/SW4→ SW1/SW3→SW2/SW4

  （二）4-switch Buck-Boost电路特点

  优点：可以根据条件实现不同拓扑工作，获得比较优化的升降压解决方案 

  缺点：

  （1）所需器件多，成本高；

  （2）控制电路设计复杂。

03.应用

  矽力杰的以下两款Buck-Boost方案采用了标准的全功能USB PD应用程序，广泛应用于显示器、扩展坞、笔记本电脑、充电宝等，具有高效、高性能、高可靠性、设计灵活等特点。

  下面小编将带您继续拆解矽力杰Buck-Boost方案的几类应用。

显示器应用

扩展坞应用

汽车充电应用

矽力杰Buck-Boost选型表