从Buck到Boost：深度解析二极管在DC-DC开关电源中的关键作用

在现代电子设备中，DC-DC开关电源电路已经成为提供稳定电源的重要组成部分。DC-DC开关电源通过开关元件（如MOSFET）周期性地开启和关闭，将输入电源的能量存储在电感器或电容器中，然后以较高的效率将其转换为所需的直流输出。同时，这些电源通常包括反馈控制机制，以维持输出电压的稳定。

二极管是一种具有单向导电特性的半导体元件。它通常由n型和p型半导体组成，从而形成p-n结。二极管在正向偏置时能够导电，而在反向偏置时则几乎不导电，这种特性使得二极管在电路中起到整流、保护和开关等多种功能。

二极管基本作用就不再赘述了，使用时注意封装正反，导通压降，最大导通电流，反向耐压就行。本章主要了解二极管在DC-DC开关电源电路中的作用。
首先，先了解下buck、boost经典电路。

Buck电路：

在PMOS管Q1导通时，输入电压VIN给电容C1和电感L1充电，电容电压升高，电感电流升高。此时二极管反向截止。 输入电源直接给负载供电。
在PMOS管Q1断开时, 电容直接放电给负载供电,电感通过二极管给负载供电。此时二极管导通，起到续流的作用。
Buck电路中二极管提供了一个续流回路，起到续流的作用。

Boost电路：

在充电过程中，NMOS导通，相当于短路，这时，VIN对电感L2充电，电感电流逐渐增加（电感线圈未饱和）储能。

NMOS断开时，原来的电路已断开，于是电感只能通过新电路放电，即电感开始给电容充电，电容两端电压升高，此时电压已经高于输入电压了。升压完毕。二极管D2单向导电性（反向未击穿）防止C2对VIN放电，也防止NMOS管导通时，通过MOS管对GND放电。

说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。充电时，电感吸收能量，放电时电感放出能量。如果电容量足够大，那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流。NMOS管通断的过程不断重复，就可以在电容两端得到高于输入电压的电压。

Boost中二极管作用：单向导电，防止回流，减少不必要的损耗。

在DC-DC电源芯片(XL4005)应用：
XL4005提供5V-32V电压输入，0.8V-30V输出。开关频率300KHZ，最大可提供5A电流输出。经典应用电路如下图所示：

1.一般选择快速恢复二极管或者肖特基二极管来作为“续流二极管”。

2.D16选择需注意负载最大电流，留好余量。如负载3A，就不要选用SS34，可采用SS54/SS84等。