ZHCABU0B May   2020  – October 2022 LM63615-Q1 , LM63625-Q1 , LM63635-Q1 , LMR33620 , LMR33620-Q1 , LMR33630 , LMR33630-Q1 , LMR33640 , LMR36006 , LMR36015 , TPS54360B , TPS54560B

 

  1.   使用反相降压/升压转换器
  2.   商标
  3. 1 引言
  4. 2 反相降压/升压转换器
  5. 3 基本操作
  6. 4 基于降压转换器的反相降压/升压转换器的运行注意事项
    1. 4.1 电压应力
    2. 4.2 电流应力
    3. 4.3 功率损耗和效率
    4. 4.4 小信号行为
      1. 4.4.1 测量 IBB 波特图
      2. 4.4.2 测试 IBB 上的负载瞬态
      3. 4.4.3 仿真
  7. 5 IBB 的元件选择
    1. 5.1 电感器选型
    2. 5.2 电容器选型
    3. 5.3 外部反馈分压器
  8. 6 一般注意事项
  9. 7 辅助功能
    1. 7.1 使能输入电平转换
    2. 7.2 同步输入电平转换
    3. 7.3 电源正常状态标志电平转换
    4. 7.4 输出钳位
    5. 7.5 输出噪声滤波
  10. 8 设计示例
    1. 8.1 3A 电流时将 +12V 电压转换为 –5V 电压
    2. 8.2 1A 电流时将 +5V 电压转换为 –5V 电压
  11. 9 总结
  12. 10参考文献
  13. 11修订历史记录

3 基本操作

图 3-1 中显示了转换器的基本操作。在 HS FET 处于开启状态的开关周期时间内，电感器电压等于 VIN。在该开关周期的剩余时间内，LS FET 会开启，电感器电压为 -VOUT。此时，电感器能量将供应给负载和输出电容器。控制器通过调整 HS 和 LS FET 开关的占空比来调节输出电压。对图 3-1 中的电路执行标准分析后，我们得出了Equation1 中所示的转换定律。

Equation1. GUID-CBA6155D-5ACC-4D12-AFE0-27BA36D5C005-low.gif

其中

  • η = 效率

图 3-2 中显示了典型占空比范围为 0.1 至 0.9 时该等式的关系图。首先要注意的是，转换比可以小于或大于 1。这意味着 IBB 可以增大或减小输入电压，具体取决于占空比 D，因此称为“降压/升压”。例如，您可以将 5V 和 24V 的输入电压的输出电压调节为 –5V，或者将 12V 至 24V 的输入范围转换为 –15V 的输出。随着输入电压的变化，控制器会平稳地从“降压”模式移至“升压”模式，同时调节输出电压。重新排列Equation1 后，我们得到的占空比是输入和输出电压的函数，如Equation2 中所示。

Equation2. GUID-FA986EE1-C06D-41BD-BEF2-569563F70EAF-low.gif

在 IBB 拓扑中，输入电流和输出电流都已被执行“斩波”。换言之，这些电流是不连续的，而且转换时间非常短。这意味着，相比升压转换器，IBB 生成的输出电压中所含的电压尖峰可能会更多。对于这些问题，可以通过适当大小的输出电容器或后置稳压滤波器来解决。

GUID-FEE1E18C-DB79-454A-9D19-BE30C2366F5F-low.gif 图 3-1 反相降压/升压波形
GUID-85D207CF-5BBA-4369-9032-2C20A7C908D6-low.png 图 3-2 转换比与占空比之间的关系