Buck-boost挑战
照明用LED的开发要比固态光源标准的发展快得多。大量不同种类的LED拥有很多不同的供电电压。串联的LED的数目、种类及其不同的加工和模具温度都产生了不同的输出电压。例如，高端汽车正在过渡到利用LED来作为日间行驶灯。三个3瓦白色LED组成了一个12V1A的负载。汽车电压系统通常需要持续工作于9到16V，并且可以延伸到6到42V，使系统可以无损运行，但是其性能可能要有折扣。通常来说，Buck调节器是最好的LED驱动器，其次是Boost, 但是在这个应用中，他们没有优劣之分。如果一定要用Buck-boost调节器，最难的决定就是采用哪种拓扑。
任何拓扑的Buck-boost调节器和Buck调节器或Boost调节器的最基本的区别是Buck-boost从来没有把输入供电直接连接到输出。在一部分转换环中，Buck和Boost调节器把VIN 连接到 VO（通过电感和开关/二极管），这个直连使它们更有效率。所有的Buck-boost都把所有要传送给负载的能量储存或者磁场（电感或变压器）或者电场（电容）中，这样就导致了电源转换中的高峰值电流或者更高电压。特别的一点是要考虑在输入电压和输出电压的拐角，因为峰值转换电流发生在VIN-MIN 和 VO-MAX，但是峰值转换电压发生在VIN-MAX、 VIN-MAX 和 VO-MAX。一般来说，这意味着拥有一个这样的输出功率的Buck-boost调节器要比一个同样输出功率的Buck或Boost调节器更大且效率更低。
单电感Buck-boost可以像Buck或Boost调节器一样组建，使它在系统成本的角度来讲很吸引人。这种拓扑的一个缺点是Vo被反置（图2a）或者以VIN为参照（图2b）。测平移动或者反偏电路必须要用一些转换器。像boost转换器，它们有一个不连续输出电流，并且需要一个输出电容来维持一个持续LED电流。功率MOSFET要承受一个峰值为IIN加上IF的电流还有一个峰值为VIN 加上 VO的电压。


图2：高端buck-boost (a); 低端buck-boost (b)。
其它拓扑
SEPIC转换器拥有连续输入电流的优点，这个连续输入电流是由输入电感和正输出电压产生的。像boost和单电感buck-boost，它们需要一个输出电容来维持一个平滑LED电流。另外一个SEPIC转换器的优点是几乎任何一个低端调节器或者控制器都可以被设置成为一个毋需反偏或测平移动电路的SEPIC。


图3：SEPIC LED 驱动。
很少被用作电压调节的Cuk转换器作为LED驱动而崭露头角。输入和输出电流都是连续的。输出电压的极性就像高端buck-boost一样被反置，但是输出电容像buck转换器一样被消除。除Buck-boost 和boost 以外，Cuk是拥有这种能力的唯一的实用型非隔离调节器。


图4：Cuk调节器。
由于Boost和Buck-boost调节器的高度复杂性及其外围电路、低效（特别是Buck-boost）和控制拓扑的选择不足，致使它们都不是转换LED驱动的首选。但是它们都是LED越来越多的照明应用必不可少的。某些系统结构可以用buck或者甚至是线性以调节器为基础的LED驱动来替代。比如类似于街灯的大型光源需要一百甚至更多的1W＋ LED。一般来说，针对通用照明的LED从低功耗走向高功耗，并且在其中间舞台，比如汽车前灯和小型光部件，boost和buck-boost调节器代表了常电流驱动的最佳选择。
作者简介
Sameh Sarhan：加利福尼亚州圣克拉拉县，主要从事于中压/高压电源管理的应用工程师。从1998年开始，开始涉及电源电子。曾经在联邦无线电委员会和Vicor公司工作。工作经验包括设计软/硬开关电源，从几瓦到600瓦开关电源。Sameh1996年在开罗大学(埃及)电子工程系取得学士学位。
Chris Richardson：中压和高压的应用工程师。他的主要工作是划分任务，包括实验室工作、新ic评估、规格书的书写和应用注意事项等文档工作、培训现场工程师工作。2001年加入国家半导体以来，Chris工作的重点主要是同步控制器和调整器。在最近的3年，他主要是关注于高亮度LED在汽车和工业方面的应用。Chris拥有维吉尼亚工学院和州立大学的学士学位。