硬件设计——DC-DC转换器
引言
DC-DC转换器是一种能够将一个电压值转换为另一个电压值的器件。DC-DC转化器大体上分为三类：BUCK降压型、BOOST升压型、BUCK-BOOST极性反转升降压型。
BUCK降压型
BUCK降压型的基本电路拓扑图如下所示：
或许有人在其他电路图中看到在S处可能是一个开关，开关与这里的MOS管作用其实是相同的。
- 当MOS管导通时，二级管D阳极电压为零，二级管阴极电压为电源电压Vin（有横线的一端为阴极），因此反向截止。MOS管上流过的电流流经L向负载R供电。此时流经L处的电流逐渐上升，在L两端产生左端正，右端负的自感电势，这样会阻碍电流的增加。L将电能转化为磁能储存起来。
- 当MOS管截止时，就相当于S处断开。但是在L处的电流不会突然改变。这是电感L两端将会产生右端正左端负的自感电势阻碍电流下降，从而使得二级管D正向偏置导通，故L中的电流经过二级管D构成回路，电流值逐渐下降，L中所储存的磁能将转化为电能释放出来，以供给负载R所使用。电感电流线性减少，输出电压靠输出滤波电容C1放电以及减小的电感电流维持。这就是降压的过程。
- 经过一段时间后，控制电路的脉冲使得MOS管导通，重复上述过程。
电路器件的作用：
- 滤波电容C是为了降低输出电压Vin的脉动。
- 二级管是为了防止在S由导通变为关断时，L两端所产生的自感电势从而损坏MOS管。
BOOST升压型
BOOST升压型的基本电路拓扑图如下所示：
- 当MOS管导通时，电源Vint会给电感L充电，这时的电感将会储能，等待MOS管截止电感会放电。这时的电容放电，电感上的电流增加。二级管防止电容对地放电。
- 当MOS管截止时，因为电感的电流保持特性，流经电感的电流不会马上消失不见，而是缓慢的降低。因为MOS管截止了，所以电感上放出的电流会通过二级管传递到负载。也就是电感开始给电容C2充电，这时电容两端电压升高，此时电压已经高于输入电压，这就是升压。
作用：
升压的过程其实就是一个电感的能量传递过程。充电时，电感吸收能量。放电时，电感释放能量。
假如我们的电容量足够大，那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流，当导通与截止的过程不断重复，在电容C2两端就可以得到高于输入电压的电压。
BUCK-BOOST极性反转升降压型
BUCK-BOOST极性反转升降压型的基本电路拓扑图如下所示：
- 当MOS管导通时，二级管相当于断路，电感电流逐渐上升，这时的电容也会放电，电压升高。
- 当MOS管截止时，电感L上产生反向电动势，使得二级管从截止编程导通，电感给负载供电并对电容充电，维持输出电压不变。这时的电压低于输入电压。
