電源供應與電壓調節
升降壓轉換器(buck-boost converter)
升降壓轉換器是當你的輸入電壓有時高於、有時低於所需輸出時能應付的交換式穩壓器——它可以視需要降壓或升壓。經典情況是電池:鋰電池滿電時近 4.2 V,放到平時約掉到 3.0 V。若你需要穩定的 3.3 V,放電初期必須降壓、接近末期必須升壓。單純的降壓或單純的升壓都無法兩者兼顧;升降壓可以。
有幾種拓樸。最簡單的反相升降壓給出負輸出,Vout = 負 Vin times D / (1 - D)。現代元件用四開關升降壓,使輸出維持同極性,並在降壓模式(輸入遠高於輸出)、混合區(輸入接近輸出)與升壓模式(輸入低於輸出)之間平順交接,全在一個回授迴路下進行。那一顆共用的電感在一個相位儲能、在下一個相位釋放,與較簡單的轉換器相同,但開關的安排讓比值能高於或低於一。
為何重要:升降壓是任何電池供電、又必須在整個放電過程守住固定電源軌之物的自然選擇——穿戴裝置、手持儀器、單顆電池的 USB 輸出。代價是額外的開關與控制複雜度、峰值效率略低於專用降壓,以及輸入與輸出接近時那個棘手的過渡區。但要做到讓電池從高於到低於目標電壓、而電源軌不眨一下眼的工作,沒有別的能做得這麼乾淨。
一台手持 GPS 需要從單顆鋰電池得到穩定的 3.3 V。新電 4.0 V 時升降壓在降壓模式工作;用了數小時降到 3.1 V 後,它已滑進升壓模式——而 3.3 V 電源軌從未動搖,所以裝置撐到最後一滴電,而不是在電池越過 3.3 V 時就死掉。
輸入高時降壓、低時升壓——整顆電池都守住同一條電源軌。
輸入接近輸出的交接區是難點:那裡效率會下凹、漣波可能上升。若你的輸入永遠不會越過輸出,單純的降壓或升壓更簡單、便宜、通常更高效——只在交越真的會發生時才用升降壓。
又稱
另見