【元器件科普】DC-DC转换器：直流世界的变压器

DC-DC转换器就是一个”直流变压器”。它能把一种直流电压转换成另一种直流电压，能量转换效率非常高（通常70%~95%以上）。与LDO直接把多余电压变成热量不同，DC-DC通过“高速开关+电感储能”来实现变压。

一、核心灵魂：电感的”惯性”

电感就像一个”有惯性的水桶”：

• 电流想增大时，它会”顶着”不让电流突然变大（储存能量为磁场）
• 电流想减小时，它又会”推着”不让电流突然消失（磁场变回电能）

二、降压型（Buck）：把高电压变低

如把12V降到5V给单片机供电。

开关闭合（导通阶段）

电流从电源流出，经过开关管、电感流向负载。电感开始”充电”，电流像爬坡一样慢慢上升。

开关断开（关断阶段）

电源被切断，但电感有”惯性”，产生反向电动势，让续流二极管导通。电感里储存的能量通过二极管继续向负载供电，电流像下坡一样慢慢下降。

三、升压型（Boost）：把低电压变高

如把锂电池3.7V升到5V给USB设备用。

开关闭合

电流从电源经过电感，通过开关管直接回地。电感疯狂”吃”电流，储存大量磁能（弹簧被压缩）。

开关断开

开关断开，电感产生与输入电压方向相同的感应电压。感应电压和输入电源电压叠加在一起，就像两个电池串联，电压瞬间变高！

四、关键公式

降压：输出电压 = 占空比 × 输入电压（Uo = D × Ui）

升压：输出电压 = 输入电压 / (1 – 占空比)（Uo = Ui / (1-D)）

五、三种拓扑对比

本文整理自网络公开资料，仅供学习参考。