由于存在非理想或多個輸入電源、瞬態(tài)干擾以及存儲組件充放電，DC/DC 轉換器的輸入電壓會在很寬的范圍內變化。降壓-升壓型 DC/DC 轉換器是電源設計師用來應對這類變化的工具中最有用的工具之一。單個電感器、同相降壓-升壓型轉換器無縫地降低或升高輸入電壓并調節(jié)輸出電壓，這無論輸入是高于、等于或低于輸出。降壓-升壓型轉換器能夠靈活應對這 3 種情況，因此可以代替兩個 IC (一個單獨的降壓型轉換器或一個低壓差線性穩(wěn)壓器加上一個升壓型轉換器)，從而大幅度延長便攜式系統(tǒng)的電池壽命。用料清單 (BOM) 也簡化了，因此節(jié)省了在印刷電路板 (PCB) 上占用的空間 / 面積。在有多個潛在電源的情況下，視電源不同而不同，降壓-升壓型轉換器可以在完全降壓或升壓模式下運行。反過來，在電源備份應用中，存儲組件放電的放電電壓曲線橫跨所需要的固定輸出，這時降壓-升壓型轉換器將用到兩種運行模式。

面對不同市場的電源方案

除消費類產品以外，視應用不同的情況，輸入和輸出電壓范圍變化都很大。例如，標準工業(yè)電源總線電壓為 24V 或 12V。大多數(shù)系統(tǒng)都需要多個良好穩(wěn)定的電源軌來供電，較低電壓的電源軌一般由降壓型穩(wěn)壓器或 LDO 供電。不過，為了給傳感器和各種不同的模擬組件 (運算放大器、電動機或收發(fā)器) 供電，還存在對穩(wěn)定的 12V 和 24V 電源軌的需求。取決于電源總線狀態(tài)或系統(tǒng)配置，很多這些系統(tǒng)既需要降壓轉換又需要升壓轉換。降壓-升壓型轉換器能夠靈活地用各種輸入電源運行，從而最大限度減少了設計中所需的電源轉換器數(shù)量和用料清單中的數(shù)目。

汽車電池電壓范圍很寬且要求嚴格

在汽車應用中，12V 汽車電池是所有電子系統(tǒng)的主電源。標稱 12V 在冷車發(fā)動時可能降至 3V，在拋載時可能上升至近 40V (受到瞬態(tài)電壓抑制器的限制)。這種環(huán)境對電子產品造成了嚴酷考驗，要求電子產品在各種條件下能堅固和可靠地運行。因此，很多內部系統(tǒng)都會遇到約為 24V 雙倍的電池電壓 (例如拖車快速啟動時)。這些極端電壓情況以及引擎罩內可能出現(xiàn)的極端高溫都要求使用堅固可靠的電子系統(tǒng)。出于這些原因，用降壓-升壓型轉換器產生系統(tǒng)電壓，包括汽車電氣系統(tǒng)中常見的 5V 至 12V 電源軌，是應該采取的審慎做法。

航空電子、軍用和航天環(huán)境采用標準電源軌，但是也可能靠各種不同的電池配置和太陽能電池板運行，因此要求電源能夠應對非常寬的輸入電壓范圍。有些應用要求接受很多不同的輸入源，以便任何能源都可以自動給系統(tǒng)供電。例如，很多軍事應用必須接受由不同類型的電池、適配器甚至太陽能電池板供電。

工業(yè)和軍用 / 航天系統(tǒng)要求向必要的下游電子系統(tǒng)可靠供電，甚至在類似于汽車環(huán)境的嚴苛輸入電壓情況下。此外，這類系統(tǒng)一般還要求很寬的工作溫度范圍。

電源轉換設計挑戰(zhàn)

過去，既需要以降壓模式又需要以升壓模式運行的設計一直是通過使用多個電源轉換器實現(xiàn)的，這類設計的典型問題有 PCB 面積、尺寸、成本和復雜性較高、可靠性較低、靜態(tài)電流 (IQ) 較大以及轉換效率較低。可替代拓撲，例如 SEPIC (單端主電感轉換器)，盡管比多個電源轉換器設計簡單，但是效率比同步降壓-升壓型轉換器約低 10%，而且需要兩個電感器和一個大電流耦合電容器，這提高了復雜性和潛在噪聲，并縮短了電池壽命。

降壓-升壓型轉換器以升壓模式運行時，面臨著一些獨特的挑戰(zhàn)，尤其是當升壓型轉換器斷開時，或者在剛加上電源時。常規(guī)升壓型轉換器在 VIN 至 VOUT 之間，通過電感器和升壓型二極管提供一條直接的電流通路。當電源加到 VIN 上時，升壓型轉換器這個特點可能引起很大和有可能造成損壞的浪涌電流，而當電源轉換器關斷時，VOUT 比 VIN 低一個二極管壓降，因此 VOUT 僅得到部分供電。幸運的是，凌力爾特公司的很多降壓-升壓型轉換器具輸出斷接功能，這是其 4 開關架構所固有的特點。因此，當電源一加到 VIN 上時，降壓-升壓型轉換器的輸入電流就受到控制，從零逐漸斜坡上升至電流限制值，同時 VOUT 加電上升。當降壓-升壓型轉換器斷開時，VOUT 和 VIN 會徹底斷開，以便 VOUT 能夠安全地放電直至零伏。