Buck電路，又稱降壓電路，這是一種應用非常廣泛的非隔離DC-DC轉(zhuǎn)換電路，顧名思義，這種變換器只能降壓?；就負淙缦聢D所示：

　　電路中主要元器件包括開關管Q1，續(xù)流二極管D1，儲能電感L1，輸出濾波電容C1及負載電阻R1。輸入直流電源Vin，輸出直流電壓Uo。

　　1.1 Buck電路工作原理

　　開關管的導通與關斷受控制電路輸出的驅(qū)動脈沖控制。

　　當開關管Q1驅(qū)動為高電平時，開關管導通，如下圖左，續(xù)流二極管反向截止，電流iL流經(jīng)電感L1向負載R1供電;此時L中的電流逐漸上升，在L1兩端產(chǎn)生左端正右端負的自感電勢阻礙電流上升，L1將電能轉(zhuǎn)化為磁能儲存起來。

　　經(jīng)過時間ton后，控制電路脈沖為低電平，開關管關斷，如下圖右，但L中的電流不能突變。這時電感L1兩端產(chǎn)生右端正左端負的感應電動勢阻礙電流下降，從而使D1正向偏置導通，于是L中的電流經(jīng)D構成回路，電流值逐漸下降，L中儲存的磁能轉(zhuǎn)化為電能釋放給負載R1。經(jīng)過toff后，控制電路脈沖又使開關管導通，重復上述過程。

　　1.2 Buck電路輸入輸出關系推導

　　從以上原理分析可知，buck電路的電感在開關導通時充能，在開關關斷時放能，在進入穩(wěn)定工作狀態(tài)后，在一個開關周期內(nèi)，電感補充的能量和釋放的能量一定是相等的，電感的能量計算公式為：W=1/2 L*I2，由此可知，充能和放能時電流的變化量是相等的。如下圖CCM模式下電感電流、電感電壓、開關信號的變化波形：

　　開關管導通時間為ton，關斷時間為toff，PWM周期為T，設D=ton/T為PWM的占空比。在ton時間，開關管導通，續(xù)流二極管D1截止，電感兩端的電壓Vin-Vo(極性左正右負)，電感電流從iLmin線性上升到iLmax

　　當開關管關斷時，二極管D導通，電感L兩端電壓差為-Vo(極性左負右正)，電感電流線性下降到iLmin，　　從上式可以看出buck變換器只能降壓。

　　2 BOOST變換器

　　Boost電路，又稱升壓電路，顧名思義，這種變換器只能升壓?；就負淙缦聢D所示：

　　電路元件和buck電路基本一致，只是開關器件、儲能電感、二極管的位置有變化。

　　2.1 Boost電路工作原理

　　如下圖左，當開關管導通的時候，輸入的電壓對電感充電，形成的回路是：輸入Vi→電感L→開關管Q;

　　如下圖右，當開關管關斷時，輸入的能量和電感能量一起向輸出提供能量，形成的回路是：輸入Vi→電感L→二極管D→電容C→負載RL，此時負載的供電電源相當于Vi加上電感的感應電動勢，從而實現(xiàn)升壓。

　　2.2 Boost電路輸入輸出關系推導

　　假設當前開關管SW正在以一定的頻率快速進行開關，并達到平衡的過程。開關導通時，此時是電感的充能過程，電感內(nèi)電流線性爬升，電感兩端產(chǎn)生的感應電動勢為左正右負，忽略開關管壓降，則電感兩端電壓等于輸入電壓：

　　開關斷開時，由于電感電流不能突變，依據(jù)楞次定律，電感將產(chǎn)生與輸入電壓同方向的感應電動勢，以維持電流的輸出，此時是電感的放能過程，電感內(nèi)電流線性下降，電感兩端產(chǎn)生的感應電動勢為左負右正，忽略二級管壓降，則輸出電壓等于輸入電壓與電感電壓之和：

　　CCM模式下電感電流的變化波形如下：

　　根據(jù)以上的分析可知，電感在開關導通和斷開時變化的能量同樣相同，所以仍然滿足伏秒積平衡：

　　從上式可以看出boost變換器只能升壓。

　　3 BUCK-BOOST變換器

　　BUCK-BOOST變換器是輸出電壓可低于或高于輸入電壓的一種單管直流變換器?；就負淙缦聢D所示：

　　開關器件、儲能電感、二極管的位置繼續(xù)變化，電感位于中間，這種拓撲的輸出電壓極性與輸入電壓相反。

　　3.1 Buck-Boost電路工作原理

　　如下圖右上，當開關管導通時，輸入的電壓對電感充電，形成的回路是：輸入Vi→開關管Q→電感L;

　　如下圖右下，當開關管關斷時，電感能量經(jīng)續(xù)流二極管釋放，形成的回路是：電感L→電容C→負載RL→二極管D。

　　3.2 Buck-Boost電路輸入輸出關系推導

　　開關導通時，電感充能，開關關斷時電感放能，充放能相等，同樣滿足伏秒積平衡。