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在電子工程領域，寬范圍電源的設計與應用是工程師們面臨的一項重要挑戰。特別是在需要將輸入電壓從6V至24V變換為穩定的12V輸出時，選擇合適的拓撲結構變得尤為關鍵。傳統的解決方案往往依賴于基于變壓器的反激式穩壓器、單端初級電感轉換器(SEPIC)或四開關降壓-升壓拓撲等技術來實現這一目標。
四開關降壓-升壓轉換器以其簡潔而高效的架構脫穎而出。這種設計僅需一個電感和四個開關即可完成復雜的電壓變換任務，如圖1所示。通過精確控制這四個開關的狀態，電路可以靈活地在降壓模式（當輸入電壓高于所需輸出電壓）和升壓模式（當輸入電壓低于所需輸出電壓）之間切換，確保了高效率的電壓轉換。
圖1
然而，使用開關模式電源(SMPS)進行降壓或升壓轉換并非沒有挑戰。SMPS工作在特定的開關頻率下，會導致內部走線中產生脈沖電流，從而引發電磁干擾(EMI)問題。為了克服這一障礙，Silent Switcher技術應運而生。該技術巧妙地將脈沖電流路徑分成兩個對稱的部分，不僅降低了磁場強度，還極大地減少了EMI的影響，如圖2所示。
圖2
進一步地，Silent Switcher 2技術引入了集成去耦電容的設計理念，例如LT8350S這樣的器件，它們將相關電容直接集成到了芯片內部。相比于采用外部去耦電容的傳統方案，這種高度集成化的設計顯著減少了脈沖電流路徑中的寄生效應，從而實現了更低的電磁輻射騷擾。此外，LT8350S支持高達6A的開關電流，并且輸入電壓范圍廣泛（3V至40V），非常適合用于需要高效能EMC行為的上下變頻應用中。
圖3展示了基于LT8350S構建的降壓-升壓開關穩壓器的實際電路示例，包括如何利用展頻(SSFM)技術來進一步降低EMI。此電路模型可通過LTspice?免費獲取，便于工程師們進行仿真分析和優化設計。
圖3
綜上所述，對于那些致力于開發高性能、低噪聲電源系統的工程師而言，四開關降壓-升壓轉換器結合Silent Switcher技術無疑提供了一種極具吸引力的選擇。它不僅能夠滿足復雜的應用需求，而且還能有效應對EMI挑戰，推動電源設計向更加高效、可靠的方向發展。無論是面對工業自動化、汽車電子還是消費電子市場，掌握這些先進的電源管理技術都是至關重要的。
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