此参考设计实现了一个 4 开关降压/升压拓扑，以将电池板电流升高或降低至串式电流，因此本参考设计可用于许多需要进行模块级优化的应用。

通过使用旁路电阻器绕过升压侧的上部开关，也可将此拓扑配置为降压拓扑。此旁路电阻器可简化两种拓扑的设计和实现。

图 3-6 可配置四开关降压/升压拓扑

栈载波调制用于生成 4 开关降压/升压拓扑的 PWM，如图 3-6 所示。

降压级和升压级的载波是堆叠的。降压载波振幅介于 0 至 1.05 之间，升压载波振幅介于 0.95 至 2 之间，因此很自然，当调制器介于 0.95 至 1.05 之间时这两个载波会重叠。因此，这种调制方案可以从降压模式无缝切换到降压/升压模式和升压模式，如图 3-7 所示。

图 3-7 四开关降压/升压拓扑调制方案

调整 C2000 中的载波起始点会导致 PWM 分辨率损失，如果使用理论实现，则 PWM 分辨率可能会损失近 50%，这会降低转换器的性能。因此在软件中，这是通过调整升压级和降压级的调制器实现的，如图 3-8 所示，升压和降压的载波仍在 0-1 之间，而调制器在 0-2 之间。只需将降压的调制器乘以 0.95，就相当于将降压的载波乘以 1.05。升压级与之类似；首先，将升压的调制器减 0.95，然后将结果乘以 0.95 以获得升压级的最终调制器。在方程式 1 和方程式 2 中，M_buck 是降压级的调制器，M_boost 是升压级的调制器：

图 3-8 C2000™ 中实现的四开关降压/升压拓扑调制方案

为了使这个四开关降压/升压功率级更紧凑、更高效，本参考设计选用了 LMG2100R026 半桥功率级，在 5V 栅极电压下，其最大 V_DS 可高达 93V（连续）、脉冲额定值为 100V，Q_g 和 R_DS(on) 分别为 12nC 和 2.6mΩ。此外，该器件采用 7.0mm × 4.5mm × 0.89mm 无铅封装，可节省大量 PCB 面积，并且该封装针对较小的高频电流环路进行了优化，可在开关周期内提供非常小的振铃。这是具有中等额定功率的紧凑型、高功率密度和高效电源优化器的理想设计。