Buck變換器是開關電源基本拓撲結構的一種,在此基礎上增加負壓輸出的功能,甚至比電荷泵電路還要簡單。
反相Buck變換器的英文稱呼是“Inverting Buck-Boost”,直譯過來應該是反相降壓-升壓變換器,在此處只討論降壓使用,為了不引起歧義,稱為反相Buck變換器。
當開關管Q導通時,儲能電感L充電;當開關管Q斷開時,電感L“上負下正”,相當于電源,為電容C充電,電流經過續流二極管D回到電感。當開關管Q再次導通時,電感再次充電,電容C中儲存的電荷維持輸出電壓。
從結構上來看,好像是儲能電感與續流二極管位置變換了。其實還有更好的理解方法:只是參考點變了。如下圖,電路輸出的結果是輸出電容有5V的壓差,“上正下負”。Buck變換器把T2點作為0V的參考點,所以T1點有5V的輸出;反相Buck變換器以T1位0V的參考點,所以T2點是-5V的輸出。
圖 參考點不同對Buck電路的影響
需要注意開關管最大耐壓值的問題。Buck變換器中開關管承受的最大電壓是Vcc,反相Buck變換器中開關管承受的最大電壓是Vcc+Vout。
圖 反相Buck電路原理圖
下圖是芯片2腳電壓(黃色,表示為Vsw)與輸出電壓的波形,由于通道2是交流耦合,所以看到的波形大約在0V附近,實際輸出是-5V左右.可以分析出,開關閉合時Vsw與Vout上升,一段時間以后開關斷開,Vsw電壓極速下降,Vout先下降后上升。Vsw變換的幅值達到17V。
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