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本文主要讲述四开关Buck—Boost的拓扑结构，让各位进一步深入了解开关电源。既然我们要了解四开关Buck-Boost，那我们必须得先了解什么是Buck-Boost，之前的篇幅我向各位介绍了Buck与Boost的拓扑结构（具体文章链接如下）

通用宽压多路DC-DC电源模块-CSDN博客

引言

传统电路痛点分析

• 单纯Buck电路：仅降压，无法升压，输入电压必须高于输出

• 单纯Boost电路：仅升压，无法降压，输入电压必须低于输出

大家想想，如果一个产品需要稳定的电源输出，即无论输入是高了还是低了，输出维持在一个值。那单纯的Buck或Boost就都无法做到，或者说有没有这样的电路，当输入电压低了就拉高它，输入电压高了就拉低它，那么Buck-Boost电路就能做到，原理就是把Buck与Boost合并在一起。

Buck-Boost拓扑

单管非同步Buck-Boost

其拓扑结构和Buck，Boost相似，其实他们的拓扑就是开关,电感,二极管的不同排列组合。

我们来仔细分析这个拓扑图：

首先我们还是把MOS管当作开关，当开关闭合时，电流无法流过二极管，只能流向电感，电感储能，电流上升。当开关闭合时，电感感应出反向电动势，通过负载和二极管放电。（这个说法其实和Buck很相似，那为什么可以实现稳定的输出呢？）这就是MOS管的功劳了，我们都知道了这个MOS管在这个电路的作用就是高速开关，此时我们把电感想象成一个电池，当MOS管导通，VS就给电池充电，充到一定的电量后MOS管就关断，这样电池就给后级放电。

那我们如何知道MOS管什么时候导通？什么时候关断呢？

其实这就与输入进MOS管的PWM的占空比有关系了，在此补充一下PWM的知识点，PWM即脉冲宽度调制：周期固定，只改变高电平的持续时长的方波信号，PWM的占空比就是高电平的时间占周期的比例（比如占空比50%就是高电平持续了周期一半的时间）。所以我们不断控制PWM的占空比来不停开关MOS管。举个例子，图中NMOS高电平导通，当PWM高电平占空比20%，那低电平占空比80%，那么NMOS导通时长为20%，即电感放电时间更长，负载电压下降。

补充说明：电源的电流由于二极管的存在始终无法流向负载，所以负载完全是由电感供电（上文的电池比喻）。并且由于电感是通过感应反向电动势来给负载供电，即负载的电压与电源的电压方向相反。

小Tips：可是有人会想，光靠一个电感凭什么可以升压，这次电源又不像之前的Boost一样参与后级供电，其实我们可以把电感充放电过程比作用水桶接水龙头的水然后倒到远处水桶，只要我一直接水倒水，那么远处水桶的水位就可以高于水龙头的水位。

四开关Buck-Boost拓扑

掌握了Buck-Boost基础，那么来理解这个四开关电路就很简单了。

这个四开关Buck—Boost就有四种工作模式，设24V为A点，VCAP为B点。

1.A->B(Buck降压）

首先导通Q1Q3，关断Q2Q4，此时电流路径：A->Q1->电感->Q3->B，电感储能，所以此次VB=VA-VL，实现降压效果，若要完成电感的放电，即关断Q1Q3，导通Q2Q4，形成续流回路。

2.A->B(Boost升压）

首先还是导通Q1Q4，关断Q2Q3，让电感储能，然后导通Q2Q3，关断Q1Q4，电感电流方向保持不变，电感感应电压叠加A点电压。

3.B->A(Buck降压）

与A->B（Buck）原理相同，导通Q1Q3，关断Q2Q4，此时电流路径：B->Q3->电感->Q1->A，电感储能，此次VA=VB-VL，然后电感放电就导通Q2Q4，关断Q1Q3，形成续流回路。

4.B->A(Boost升压）

也与A->B(Boost）原理相同，导通Q2Q3，关断Q1Q4，让B给电感充电，之后导通Q1Q4，关断Q2Q3,电感电流方向保持不变，电感感应电压叠加B点电压。

既然普通的Buck—Boost就能完成任务，我们为什么还需要四开关Buck—Boost呢？

之前在补充说明我们讲过，普通Buck—Boost中负载的电压与电源反向，而看这个四开关拓扑，它的输入和输出极性是一样的，并且四开关Buck—Boost可以优化电流波形，纹波相对更好，更容易满足EMC要求（当然这都是后话了，以后带大家了解）。

工程应用场景

四开关Buck-Boost的应用极其广泛，我举一些例子

• 电池供电系统：锂电池、铅酸电池宽压稳压电源

• 车载电源、光伏微型变换器（对EMC要求极其严格)

• 储能双向充放电电路

• 工业宽压输入DC-DC模块电源

总结

希望通过上述的讲解让各位对四开关Buck-Boost拓扑有一定的了解。