关于反相降压-升压转换器，你了解多少？

时间： 2023-10-30 来源：TOPPOWER（顶源科技）官网

代理服务

技术支持

现货查询

批量订货

基于电感器的开关模式电压转换是电路设计人员的一项基本技术。它使我们能够通过高效且紧凑的电路实现降压和升压调节，而不会在过程中引入过多的复杂性。笔者在之前的文章中介绍了降压和升压稳压器，今天我们将了解另一种基本开关稳压器拓扑：反相降压-升压转换器。

当笔者在这种情况下使用“基本”一词时，笔者指的是由输出电容以及一个电感器、一个开关和一个二极管组成的电路。笔者现在提到这一点是为了解释为什么本文仅介绍反相降压-升压架构，而不包括四开关降压-升压架构。

反相降压-升压转换器的基本布局如下图1所示。该电路接受正输入电压并产生负输出电压，该电压可以大于或小于输入电压。

图 1.反相降压-升压转换器的通用拓扑。

现在是笔者在LTspice中创建一个实现的时候了。

想在深入研究之前回顾一下基础知识吗？阅读“什么是开关稳压器？”，回顾与DC-DC转换器相关的一般概念。

LTspice电路设计

虽然这次笔者不会逐步引导您完成原理图设计过程，但笔者想简要评论几个方面。

对于笔者的降压转换器原理图，笔者采用了一种正式方法，其中借助公式和性能规格来确定元件值。对于升压转换器，笔者更多地研究示例电路，并优先考虑维持合理电感器尺寸的实际目标。

不过，对于这个降压-升压转换器，笔者依靠直觉并辅以反复试验。开关模式电源 (SMPS) 功率级的设计有多种方法。公式和数据表建议是一个很好的起点，但不要害怕尝试。

请务必仔细检查您的工作。起初，LTspice无法成功运行该电路的仿真，笔者终意识到电流源指向了错误的方向！请记住，反相降压-升压电路的V OUT为负，因此负载电流从接地节点向上流动。

笔者的降压-升压原理图的终版本如图2所示。我们将首先使用它来检查反相降压-升压转换器的基本操作，然后进行模拟以进行更详细的分析。

图 2.在 LTspice 中实现的反相降压-升压转换器。

反相降压-升压转换器的基本操作

与之前的转换器拓扑一样，我们将在两个不同的操作阶段分析降压-升压转换器：当开关传导电流时（接通状态），以及当开关阻塞电流时（关断状态）。我们将从开启状态开始。

开启状态

图 3 显示了开关导通状态下电流通过电路的路径：当开关导通时，电流从输入电源流经电感器，然后流至地。

电感器正在充电——其电流正在上升。同时，负载电流完全由输出电容器提供，我们假设输出电容器已经充电至输出电压。它向上流动，因为V OUT为负，因此低于地电位。当我们讨论关断状态时，我们将了解为什么输出电容器充电到负电压。

由于V OUT为负且电感器上端子处的电压约等于V IN，因此二极管反向偏置。然而，由于涉及电压极性，电流自然会从输入侧流向输出侧。二极管的方向可以防止这种情况发生。

关闭状态

图 4 显示了关断状态下电流的路径。

当开关打开时，电感器尝试保持一致的电流。这导致其上端子处的电压下降，直到二极管正向偏置。一旦二极管导通，电感器就充当负载电流的能源；它还通过电容器吸取电流，使得电容器上端子处的电压必须低于接地电压。电容器充电至负电压，VOUT变为负值。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由三年不鸣转载自TOPPOWER（顶源科技）官网，原文标题为:关于反相降压-升压转换器的所有信息，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（0）

暂无评论

DC/DC转换器：提供负电压的器件

反相转换器的主要目的是在输出端提供负电压。反相转换器的实现可以通过多种方式实现。可以通过负参考来实现，即使用任何降压器件将正电压转变为负电压。也可以通过正参考，利用任何升压装置将负电压转变为正电压

2024-05-19 - 设计经验代理服务技术支持现货查询批量订货

解析如何使用全通滤波器设计正交网络

本文TOPPOWER介绍了如何使用全通滤波器设计正交网络。

2024-11-23 - 设计经验代理服务技术支持现货查询批量订货

直流电源：接地还是不接地？

是否应将直流电源接地？答案并不是简单的“是”或“否”。本文探讨了直流电源接地的优点和缺点。直流电源是任何控制系统中常见的、几乎肯定会用到的组件。直流电源系统经常讨论的一个问题是将输出连接到连接工业机器的接地系统。这种接地连接是必需的吗？如果不需要，建立这种连接是好主意还是坏主意？控制柜内安装的大多数直流电源输出常见的 24 伏电压。