同步降压电路产生负电压

接线图 2024年10月20日 19:22 13 admin

　　许多电子系统需要正电压和负电压才能正常运行。从较高电压输入生成高效、低压正输出通常需要使用同步降压稳压器。但是，当从正输入电压生成负输出电压时，通常会使用反激式拓扑，尤其是在输出电流较高的情况下。同步降压和负反激式（也称为降压-升压）的操作和控制特性存在显着差异。图 1显示了负反激电路所需的基本组件。

同步降压电路产生负电压第1张

　　反激式拓扑产生负输出电压图 1该反激式拓扑从正输入产生负输出电压。
　　当 FET Q 1导通时，输入电压出现在电感器 L 1两端，此时没有输入电流流向负载。此时传递到负载的所有输出电流都来自输出电容C 1，因为二极管D 1是反向偏置的。电感器中的电流持续增大，直到控制电路确定关闭 FET Q 1 的适当时间。此时，电感器 L 1两端的电压极性会反转，以试图维持电流流动，从而将电感器的顶侧相对于地拉至负值并迫使二极管 D 1导通。输出电压变为负值，处于电感器电压的二极管压降范围内。

　　控制电路工作的占空比也不同于同步降压的占空比。尽管同步降压的工作占空比为 D=V OUT /V IN，但负反激式的工作原理为 D=V OUT /(V OUT –V IN )。例如，如果所需输出电压是输入电压的一半，则同步降压以 50% 占空比运行，而负反激式以 33% 占空比运行。图 1 中的简单负反激电路与图 2中的同步降压控制器负反激电路之间的比较非常简单。

同步降压电路产生负电压第2张

　　同步降压控制器图 2同步降压控制器构成了该负反激式配置的核心。
　　在图 2 中，FET Q 2反映了图 1 中二极管 D 1的功能，但二极管中出现的正向压降有所减少。这种较低的下降显着提高了效率。当 FET Q 1和 Q 2均截止时，二极管 D 3在短死区时间内导通，从而进一步降低损耗。反馈电压通过电阻器R 1出现在输出地，因为控制电路以负输出电压为参考。 R 2通常将输出电压设置为所需水平，因为它不会像改变 R 1那样改变反馈补偿网络。输入电压、输出电压或两者的所需改变可能需要改变电感值。最小电感值为：
　　请注意在此类实现中使用控制器的某些限制。由于控制电路以负输出电压轨为参考，因此控制器的输入电压额定值必须大于 V IN +|V OUT |。控制器还必须达到 V IN（最小值）额定值，该值在系统加电时输出电压为零时发生。在宽输入电压范围内运行的控制器通常效果最佳。
　　阅读更多设计理念FET 的漏源额定值还必须能够承受 V IN +|V OUT |，并且 FET 承载的峰值电流大于输出电流的两倍。低电阻、快速开关 FET 产生最低的损耗。高效率是该电路的主要优点。由于该电路使用 n 沟道 FET，而不是更高电阻和更昂贵的 p 沟道部件，因此该电路可实现大于 90% 的峰值效率。

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