由于存在非理想或多個輸入電源、瞬態(tài)干擾以及存儲組件充放電，DC/DC 轉(zhuǎn)換器的輸入電壓會在很寬的范圍內(nèi)變化。降壓-升壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器是電源設(shè)計師用來應(yīng)對這類變化的工具中最有用的工具之一。單個電感器、同相降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器無縫地降低或升高輸入電壓并調(diào)節(jié)輸出電壓，這無論輸入是高于、等于或低于輸出。降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器能夠靈活應(yīng)對這 3 種情況，因此可以代替兩個 IC (一個單獨的降壓型轉(zhuǎn)換器或一個低壓差線性穩(wěn)壓器加上一個升壓型轉(zhuǎn)換器)，從而大幅度延長便攜式系統(tǒng)的電池壽命。用料清單 (BOM) 也簡化了，因此節(jié)省了在印刷電路板 (PCB) 上占用的空間 / 面積。在有多個潛在電源的情況下，視電源不同而不同，降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器可以在完全降壓或升壓模式下運行。反過來，在電源備份應(yīng)用中，存儲組件放電的放電電壓曲線橫跨所需要的固定輸出，這時降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器將用到兩種運行模式。

面對不同市場的電源方案

除消費類產(chǎn)品以外，視應(yīng)用不同的情況，輸入和輸出電壓范圍變化都很大。例如，標準工業(yè)電源總線電壓為 24V 或 12V。大多數(shù)系統(tǒng)都需要多個良好穩(wěn)定的電源軌來供電，較低電壓的電源軌一般由降壓型穩(wěn)壓器或 LDO 供電。不過，為了給傳感器和各種不同的模擬組件 (運算放大器、電動機或收發(fā)器) 供電，還存在對穩(wěn)定的 12V 和 24V 電源軌的需求。取決于電源總線狀態(tài)或系統(tǒng)配置，很多這些系統(tǒng)既需要降壓轉(zhuǎn)換又需要升壓轉(zhuǎn)換。降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器能夠靈活地用各種輸入電源運行，從而最大限度減少了設(shè)計中所需的電源轉(zhuǎn)換器數(shù)量和用料清單中的數(shù)目。

汽車電池電壓范圍很寬且要求嚴格

在汽車應(yīng)用中，12V 汽車電池是所有電子系統(tǒng)的主電源。標稱 12V 在冷車發(fā)動時可能降至 3V，在拋載時可能上升至近 40V (受到瞬態(tài)電壓抑制器的限制)。這種環(huán)境對電子產(chǎn)品造成了嚴酷考驗，要求電子產(chǎn)品在各種條件下能堅固和可靠地運行。因此，很多內(nèi)部系統(tǒng)都會遇到約為 24V 雙倍的電池電壓 (例如拖車快速啟動時)。這些極端電壓情況以及引擎罩內(nèi)可能出現(xiàn)的極端高溫都要求使用堅固可靠的電子系統(tǒng)。出于這些原因，用降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生系統(tǒng)電壓，包括汽車電氣系統(tǒng)中常見的 5V 至 12V 電源軌，是應(yīng)該采取的審慎做法。

航空電子、軍用和航天環(huán)境采用標準電源軌，但是也可能靠各種不同的電池配置和太陽能電池板運行，因此要求電源能夠應(yīng)對非常寬的輸入電壓范圍。有些應(yīng)用要求接受很多不同的輸入源，以便任何能源都可以自動給系統(tǒng)供電。例如，很多軍事應(yīng)用必須接受由不同類型的電池、適配器甚至太陽能電池板供電。

工業(yè)和軍用 / 航天系統(tǒng)要求向必要的下游電子系統(tǒng)可靠供電，甚至在類似于汽車環(huán)境的嚴苛輸入電壓情況下。此外，這類系統(tǒng)一般還要求很寬的工作溫度范圍。

電源轉(zhuǎn)換設(shè)計挑戰(zhàn)

過去，既需要以降壓模式又需要以升壓模式運行的設(shè)計一直是通過使用多個電源轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)的，這類設(shè)計的典型問題有 PCB 面積、尺寸、成本和復(fù)雜性較高、可靠性較低、靜態(tài)電流 (IQ) 較大以及轉(zhuǎn)換效率較低。可替代拓撲，例如 SEPIC (單端主電感轉(zhuǎn)換器)，盡管比多個電源轉(zhuǎn)換器設(shè)計簡單，但是效率比同步降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器約低 10%，而且需要兩個電感器和一個大電流耦合電容器，這提高了復(fù)雜性和潛在噪聲，并縮短了電池壽命。

降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器以升壓模式運行時，面臨著一些獨特的挑戰(zhàn)，尤其是當升壓型轉(zhuǎn)換器斷開時，或者在剛加上電源時。常規(guī)升壓型轉(zhuǎn)換器在 VIN 至 VOUT 之間，通過電感器和升壓型二極管提供一條直接的電流通路。當電源加到 VIN 上時，升壓型轉(zhuǎn)換器這個特點可能引起很大和有可能造成損壞的浪涌電流，而當電源轉(zhuǎn)換器關(guān)斷時，VOUT 比 VIN 低一個二極管壓降，因此 VOUT 僅得到部分供電。幸運的是，凌力爾特公司的很多降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器具輸出斷接功能，這是其 4 開關(guān)架構(gòu)所固有的特點。因此，當電源一加到 VIN 上時，降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器的輸入電流就受到控制，從零逐漸斜坡上升至電流限制值，同時 VOUT 加電上升。當降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器斷開時，VOUT 和 VIN 會徹底斷開，以便 VOUT 能夠安全地放電直至零伏。