非隔离式降压、升压和降压-升压转换器有何不同？

　　许多 AC-DC 电源和非隔离 DC-DC电源转换器的设计中都使用了非隔离式降压、升压和降压-升压拓扑。尽管许多专利早在 1970 年代就已提交，但它们的简单性、低成本和非常高的效率使它们即使在现在也很有吸引力。标准的现成产品仍在推出，利用数字控制、改进的组件和更高效的磁性材料等新技术。

　　隔离式和非隔离式 DC-DC电源转换器之间的主要区别在于变压器或缺少变压器。在隔离式转换器中，变压器在直流输入（初级）和直流输出（次级）之间提供安全屏障。非隔离转换器由低压电池或已包含安全栅的 AC-DC 电源供电。

　　非隔离转换器分为三个主要类别——降压、升压和降压-升压。为了使下面的示意图更易于理解，它们使用开关而不是晶体管和二极管而不是同步整流器电路绘制。

　　降压转换器降低电压，输出电压低于输入电压。参见图 1。

　　图 1：降压转换器

　　当晶体管 (S) 导通时，当电流通过电感器 (L) 流向负载并为电容器 (C) 充电时，能量会存储在电感器 (L) 中。当 S 关闭时，L 中存储的能量被释放，电流流入负载并通过二极管 (D) 循环。电容器 (C) 还为负载提供一些能量。这以高频率重复，每秒超过 100,000 次。晶体管 S 导通和关断的时间长度决定了输出电压。

　　升压转换器增加电压，输出电压高于输入电压。见图 2。

　　图 2：升压转换器

　　当晶体管 (S) 导通时，电流流过电感器 (L)，再通过晶体管 S 回到输入端。在此期间，能量再次存储在电感中。当晶体管 (S) 关闭时，电感充当与输入电压串联的电压源。电感器储存的能量通过二极管 (D) 循环到负载。这将电容器 (C) 充电到比输入电压更高的电平。同样，晶体管 (S) 开启和关闭的时间长度定义了输出电压。

　　这种升压转换器拓扑用于大多数 AC-DC 电源的功率因数控制 (PFC) 部分。当然，控制 IC 是不同的，因为它的目的是确保交流输入电流的形状是正弦曲线。在高于 250Vac 左右的高线电压下，直流输入可能高于电容器 (C) 上的电压。这将降低 PFC 升压转换器的性能，并且由于转换器不在升压模式下运行，因此功率因数会略微降低。

　　一个降压-升压转换器是一个降压和升压转换器的组合。输出电压可以高于或低于输入电压。参见图 3。

　　图 3：升降压转换器

　　如您所见，电路更复杂，组件更多。S2、L 和 D2 是升压转换器部分，S1、L 和 D1 是降压部分。

　　许多制造商都提供降压和降压-升压转换器作为标准产品。由于组件和复杂性更少，降压转换器将提供比降压-升压转换器更低的成本、更高的效率以及更小的封装或更高的输出功率。