降压-升压型稳压器使用两种不同的拓扑结构制成，顾名思义，它既包含降压拓扑又包含升压拓扑。我们已经知道，降压稳压器拓扑提供的输出电压幅度低于输入电压，而升压稳压器拓扑提供的输出电压幅度高于提供的输入电压。我们已经使用流行的MC34063构建了12V至5V降压转换器和3.7V至5V升压转换器电路。但是有时，我们可能需要一个既可以充当降压稳压器又可以充当升压稳压器的电路。
假设例如，如果您的设备使用锂电池供电，则输入电压范围将在3.6V至4.2V之间。如果该设备需要两个工作电压为3.3V和5V。然后，您需要设计一个升降压稳压器，它将该锂电池的电压调节到3.3V和5V。因此，在本教程中，我们将学习如何构建一个简单的升降压稳压器，并在面包板上对其进行测试，以简化构建过程。该稳压器设计用于9V电池，可提供3.3V至12V的宽输出电压，最大输出电流为4A。
所需组件
- Xl6009
- 10k预设
- 33uH电感器-2个
- 1n4007-2个
- SR160-1pc（最大800mA输出）
- 10uH电感器
- 100uF电容器
- 1000uF电容器-2pcs
- 1uF陶瓷或聚酯薄膜电容器
- 9V电源（电池或适配器）
- 面包板
- 面包板电线。
XL6009降压-升压型稳压器IC
建立降压-升压电路的方法有很多，在本教程中，我们将使用著名的XL6009 DC / DC转换器IC。我们之所以选择该IC，是因为其易用性和对初学者友好的特性。您还可以查看有关如何选择开关稳压器IC的文章，以帮助您为开关设计选择其他稳压器。
主要组件是开关稳压器XL6009。下图显示了XL6009的引脚排列和规格。
金属接线片在内部与XL6009驱动器ic的开关引脚连接。引脚说明也在上表中给出。XL6009 IC的重要技术规格如下所示
特征
- 5V至32V宽输入电压范围
- 使用单个反馈引脚对正或负输出电压进行编程
- 电流模式控制可提供出色的瞬态响应
- 1.25V参考可调版本
- 固定的400KHz开关频率
- 最大4A开关电流
- SW PIN内置过压保护
- 出色的线路和负载调节
- EN PIN TTL关机功能
- 内部优化功率MOSFET
- 效率高达94％
- 内置频率补偿
- 内置软启动功能
- 内置热关机功能
- 内置限流功能
- 采用TO263-5L封装
上面的规格表显示，此驱动器IC的最小输入电压为5V，最大为32V。同样，由于开关频率为400 kHz，因此开辟了使用较小电感器进行开关相关用途的可能性。此外，驱动器IC支持最大4A的输出电流，这足以覆盖许多与高额定电流相关的应用。
使用XL6009的降压-升压转换器电路
下图显示了完整的降压-升压转换器电路图。
对于任何开关稳压器，电感器和电容器都是主要组件。电路中电感器和电容器的位置对于在接通和断开条件下向负载提供所需的功率非常重要。在这种情况下，使用了两个电感器（l1和L4），它们分别在该开关电路中支持降压和升压功能。 L1的33uH电感器是负责Buck模式工作的电感器，而L2则用于Boost模式电感器。在这里，我使用铁氧体磁芯和漆包铜线缠绕了自己的电感器。如果您不熟悉自己的电感器，可以阅读本文中有关电感器和电感器线圈设计的基础知识，以开始使用。制作电感器后，您可以使用LCD仪表来检查其值，或者如果没有LCR仪表，则可以使用示波器通过谐振频率方法来查找电感值。
输入电容器C1和C2用于过滤来自外部电池或电源的瞬变和纹波。电容器C3、1uF，100V用于隔离这两个电感器。有一个肖特基二极管SR160，其为用于将开关频率周期转换成DC和电容器1000uF的一个1安培，60V二极管，35V是用于过滤从所述二极管的输出的滤波电容器。
由于反馈阈值电压为1.25V，因此可以根据该反馈电压设置分压器，以配置实际输出。对于我们的电路，我们使用了一个电位计（R1）和一个电阻器（R2）提供反馈电压。
R1是用于设置输出电压的可变电阻器。R1和R2形成一个分压器，向驱动器IC XL6009提供反馈。10uH电感器L4和100uF电容器C3用作LC滤波器。
降压-升压转换器的构造和工作
除电感器外，所有组件都应易于获得。XL6009 IC不适合面包板。因此，如下图所示，我使用虚线板将XL6009的引脚连接到公头连接器引脚。
如前所述构建电感器并创建电路。我使用面包板使事情变得简单，但建议使用穿孔板。一旦完成，我的实验板上的电路便是这样。
当输入电压高于设定的输出电压时，电感器被充电并抵抗电流路径中的任何变化。当开关断开时，电感器通过C3电容器提供充电电流，最后分别由肖特基二极管和电容器C4进行整流和平滑。驱动器通过分压器检查输出电压，并跳过开关周期以根据反馈电路输出同步输出电压。
在升压模式下，当输入电压小于输出电压并且电感器L2充电并在关断条件下提供负载电流时，也会发生相同的情况。
XL6009降压-升压转换器电路的测试
该电路在面包板上进行测试。请注意，我们仅在测试板上构建了电路，仅用于测试目的，在测试板上加载的电路负载不应超过1.5A。对于较高电流的应用，强烈建议在电路板上焊接电路。
要为电路供电，您可以使用9V电池，但是我使用的台式电源设置为9V。
使用电位计可将输出电压设置为3.3V至12V。从技术上讲，该电路可设计用于高达4A的高输出电流。但是，由于输出二极管的限制，无法在满负载下测试电路。输出负载设置为大约700-800mA电流的适当值。如果需要，可以更改输出二极管以增加输出电流。
为了测试电源电路，我们使用了万用表来监视输出电压，并且对于负载，我们使用了直流电子负载，该负载与我们之前构建的类似。如果没有电子负载，则可以使用您选择的任何负载，并使用万用表监控电流。完整的测试视频在本页底部提供。
还应注意，输出电压以+/- 5％的幅度波动。这是由于电感器的高DCR值以及XL6009中的散热器不可用。足够的散热器和适当的组件可用于稳定输出。总体而言，电路工作正常，性能令人满意。如果您有任何疑问，请将其留在评论部分，也可以使用我们的论坛来解决其他技术问题。