DCDC常用拓扑Boost、Buck-Boost、Sepic区别对比

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DCDC常用拓扑Boost、Buck-Boost、Sepic区别对比 [复制链接]

在做电源设计时经常会有升压的需求，而常用的Boost、Buck-Boost、Sepic拓扑均可实现升压，哪个拓扑比较好，他们之前又有什么区别呢？

先来简单了解一下这三种拓扑的基本原理

Boost：

 

在一个周期内，当MOS管Q1导通时，二极管截止，输入给电感储能，输出需要的能量靠输出电容维持；当MOS管Q1关断时，续流二极管导通，输入源和电感共同给输出提供能量。

通过理论推导可以得到，Boost的输入输出电压公式为：

 
D为占空比，也就是MOS管Q1的导通时间占开关周期的比例。

电感电流平均值为：

 
Io为输出电流，下同。

需要的MOS和二极管耐压等级至少为Vo

Buck-Boost：

 

注：此拓扑出的是负压，4开关的buck-boost可实现正压的升降压。

在一个周期内，当MOS管Q1导通时，二极管截止，输入给电感储能，输出需要的能量靠输出电容维持；当MOS管Q1关断时，续流二极管导通，储能电感给输出提供能量。

Buck-Boost的输入输出电压公式为：

 
Buck-Boost的电感电流平均值为：
 
需要的MOS和二极管耐压等级至少为Vin+Vo

Sepic：

 

 

基本拓扑如下：

 

相比Boost和Buck-Boost，Sepic多了一个储能电感L2和一个隔直电容C1。

Sepic的输入输出电压公式与Buck-Boost相同，为：

 
靠近输入端的电感L1电流平均值为：

 
靠近输出端的电感L2电流平均值为：

 
需要的MOS和二极管耐压等级至少为Vin+Vo，隔直电容的耐压等级至少为Vin   ，取Vo=2Vin的情况做比较，可以得到三种拓扑电感

 

电流的波形如下：

 
同种条件下Boost拓扑上电感电流的平均值会低于Buck-Boost和Sepic，MOS管和二极管上的平均电流也会更低。而Buck-Boost的电感电流平均值为Sepic拓扑的两个电感平均电流之和。

有如下结论：单纯的升压应用，选择Boost拓扑需要的器件耐压更低，同器件下发热量更小，可以尽量选用Boost拓扑来做。而需要升降压的场合则需要选用Buck-Boost或Sepic。两开关的Buck-Boost只能出负压，可以用在输出负载和系统不共地的场合。4开关的Buck-Boost需要4个MOS或者两个MOS两个二极管，相对来说成本更高一些。而Sepic需要两个功率电感还需要多加一个隔直电容，会占用更大的板面积。

wangerxian

没接触过Buck-Boost和Sepic电路，大概了解一下，一般用的都是Boost