在电子设备中,经常会出现电压不匹配的问题。举个例子,移动电源一般采用锂电池,输出的电压为5V,而充电宝和手机等设备需要的电压却不尽相同。在这种情况下,要实现电子设备之间的互通,就需要充电宝和手机等设备的电路实现对电压的降压。
一般来说,实现电压的降压需要降压电路,而实现电压的升高则需要升压电路。在充电宝和手机等设备中,需要实现电压的降压,因此需要的是锂电池的降压电路。
降压电路中最常见的是Buck(降压)转换器,也叫直流-直流(DC-DC)转换器。它的工作原理是通过控制输入和输出之间的电路开关时间比来实现电压的降低。其原理如图所示:
其中,Uin表示输入电压,Uout表示输出电压,D表示功率开关管的导通时间,1-D表示功率开关管的非导通时间。当D逐渐增大时,开关状态的改变会导致电感L和电容C内部存储的能量逐渐增加,最终输出稳定的降压电压Uout。
Boost(升压)转换器与Buck转换器刚好相反,它可以实现将输入电压提升到需要的输出电压。它的工作原理如图所示:
其中,Uin表示输入电压,Uout表示输出电压,D表示功率开关管的导通时间,1-D表示功率开关管的非导通时间。当D逐渐减小时,电感L和电容C内存储的能量逐渐增加,最终实现输出稳定的升压电压Uout。
在设计锂电池降压电路时,需要选择适合的电路,以满足特定的应用需求。Buck转换器和Boost转换器都有自己的特点,需要根据具体的情况进行选择。
如果需要将锂电池的电压降低到其他电子设备所需的电压,则需要使用Buck转换器。如果需要将锂电池的电压升高到其他电子设备所需的电压,则需要使用Boost转换器。但是,在实际的应用中,很多情况并不是一种情况所能满足的,有时候需要同时兼备升压和降压的功能,这时候就需要使用Buck-Boost转换器,它既能够实现升压,也能够实现降压。