摘要
本篇電源管理文章簡要介紹了降壓-升壓拓撲結構，以及新發表的穩壓器如何促進Silent Switcher® 技術的使用。當降壓-升壓拓撲結構與Silent Switcher技術相互結合，能在實現超高電源轉換效率的同時，將EMI降至極低水準。
簡介
許多應用中需要進行升壓和降壓轉換，例如，有時輸入電壓範圍為6 V至24 V，而需要輸出的電壓為12 V。傳統的寬廣範圍電源必須能夠進行此類電壓轉換。
利用基於變壓器的不同拓撲結構，可以實現升壓和降壓轉換，例如反馳式穩壓器、單端初級電感轉換器(SEPIC)拓撲和四開關降壓-升壓拓撲。
四開關降壓-升壓是一種非常精巧的架構。其需要四個開關，但只需要一個電感。圖1為該電路的拓撲結構。線圈始終由四個開關控制，進而實現向下轉換的降壓開關穩壓器或向上轉換的升壓開關穩壓器。轉換效率非常高，而且此類電路的應用相當簡單。
圖1. 四開關降壓-升壓電壓轉換架構
開關模式降壓-升壓轉換器以一定的開關頻率工作，會在電壓轉換器的內部佈線中產生脈衝電流。在輸入電壓高於所需輸出電壓的降壓模式下，脈衝電流位於輸入側；而在輸入電壓低於所需輸出電壓的升壓模式下，脈衝電流位於輸出側。這些脈衝電流會引起脈衝磁場，進而造成電磁干擾(EMI)。
Silent Switcher技術已可用於設計具有卓越電磁相容性(EMC)行為的開關模式電源轉換器。該技術將脈衝電流的傳導路徑分成兩條，每條路徑都具有高度的對稱性。這使得脈衝電流的幅度減半，並且對稱性在很大程度上抵消了所產生的磁場。圖2為該技術在降壓-升壓控制器中的應用。紅色部分為脈衝電流的路徑，對稱排列使其磁場相互抵消。
圖2. Silent Switcher技術應用範例，能夠抵消脈衝電流路徑的磁場
圖2總共包含8個開關電晶體。基於Silent Switcher技術的降壓
-升壓電路僅需要四個開關，就像常規降壓-升壓拓撲一樣。圖2中額外增加的開關是為了清晰展示對稱的脈衝電流路徑。
降壓-升壓穩壓器和Silent Switcher技術的結合，讓開發具有卓越EMC行為的上/下變頻器成為可能。為了進一步改善EMC行為，有些穩壓器整合了去耦電容，這便是Silent Switcher 2穩壓器。
圖2中，相關電容已經與積體電路一起整合到 LT8350S等元件中。相較於使用外部去耦電容的元件，其脈衝電流路徑中的寄生效應更小，因此進一步降低了電磁輻射騷擾。使用外部耦合電容的版本是 LT8350。
圖3為採用了LT8350S降壓-升壓開關穩壓器的電路。該元件可承載高達6 A的開關電流，輸入電壓範圍為3 V至40 V。為了進一步降低所產生的EMI，可以選擇使用展頻(SSFM)。圖3中的電路為具有外部電路的 LTspice®模擬模型，使用者可以免費使用。
圖3. 採用高整合度LT8350S的Silent Switcher降壓-升壓ESC
結論
降壓-升壓開關穩壓器適用於需要升壓和降壓的電壓轉換電路。ADI推出的新型積體電路（如LT8350S）讓開發人員可以利用Silent Switcher技術建置此拓撲結構，進而設計具有超高EMC的開關模式電壓轉換器
