Buck-Boost为什么输出的是一个负压？

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在非隔离电源方案中，基础拓扑的Buck、Boost、Buck-Boost电路中，前两种已经在前面章节进行了详细描述。很多工程师对Buck和Boost电路都特别熟悉，只是对Buck-Boost不熟悉，这是因为现在电路设计中，以数字电路为主，不论是升压还是降压，一般都是以正压为主。而Buck-Boost虽然这个拓扑可以降压也可以升压，但是产生的是一个负压，例如：输入电压为12V，输出电压为-5V。

因为我们把第三种可以生成负压的基本拓扑称为Buck-Boost，同时日常工作中，我们还会把其他可以实现升降压的电路称为Buck-Boost，例如Buck电路和Boost电路级联在一起实现可以升降压的电路也称为Buck-Boost，所以经常给大家造成困扰。有些书籍会把这个拓扑结构称为“反极性Buck-Boost”，也有的书籍把这个基本电路称为反激“Fly-Back”（容易与隔离的反激电路混淆），为了避免混淆，本书把第三种基本拓扑电路也称为“反极性Buck-Boost”。

1.1 反极性Buck-Boost电路的工作过程
反极性Buck-Boost主要应用在OLED驱动、音频等领域，与Buck、Boost一样，反极性Buck-Boost也是由基本的开关、二极管和电感组成，如图7.1所示。

降压-升压(Buck-Boost)转换器将输入电压Vin的正直流电压转换为输出端的负直流电压Vout。当功率管Q1闭合导通时，电流的流向如图7.2所示。

此时，输入电压Vin，电感L直接接到电源两端。输入电压对电感直接进行充电，电感电流逐渐上升。导通瞬态时di/dt很大，故此过程中主要由输入电容Cin供电。此时Q1相当于短路，电感L两端的电压为Vin。输出端，Cout依靠自身的放电为RL提供能量。由于Q1是导通的，所以二极管D1的两端电压分别是Vin和Vout，由于Vout是负值，Vin是正值，所以D1是反向截止的，等同于断开。

当功率管Q1关断时，电流的流向见图7.3。输入端Vin给输入电容充电。输出端Vout，由于电感的电流不能突变，电感通过续流管D1给输出电容Cout及负载RL供电。由于电感的电流流向不变，电感即给电容充电，同时也为负载RL供电，电流的流向为：负载电阻→肖特基二极管→L1上端。RL的下端是GND，也就是电压为0V，RL的电流方向为从下往上，根据电流的流向RL的上端电压Vout比其下端更低，是一个负值。

根据上面公式就可以看出：当占空比小于50%时，输出为降压；当占空比大于50%时，输出为升压。

审核编辑 黄宇