基于LM5017的反相升降壓電路支持負(fù)電源

作者：Vijay Choudhary86929 德州儀器

如圖 1a 和 1b 所示，只需對降壓轉(zhuǎn)換器原理圖進(jìn)行簡單修改，便可將同步降壓轉(zhuǎn)換器 IC 用于反相升降壓配置。反相升降壓轉(zhuǎn)換器可生成負(fù)極輸出電壓，計(jì)算公式如下：VOUT= -D/（1-D） x VIN

1a. 同步降壓轉(zhuǎn)換器1b：反相升降壓轉(zhuǎn)換器

圖 1. 將降壓穩(wěn)壓器 IC 用作反相升降壓轉(zhuǎn)換器

反相升降壓轉(zhuǎn)換器的工作情況如圖 2a 和 2b 所示。在 TON（Q1：導(dǎo)通；Q2：關(guān)閉）期間，電感器儲存能量；而在 TOFF（Q1：關(guān)閉；Q2：導(dǎo)通）期間，電感器為輸出電容器充電。

2a：TON（Q1：導(dǎo)通；Q2：關(guān)閉）2b：TOFF（Q1：關(guān)閉；Q2：導(dǎo)通）

圖 2. 反相升降壓工作情況

反相升降壓配置下降壓 IC 的最大 VIN 及 IOUT

當(dāng)在反相配置中使用降壓穩(wěn)壓器 IC 時(shí)，需要降低轉(zhuǎn)換器的最大輸入電壓及最大輸出電流范圍。我們用圖 3 中基于 LM5017 的反相升降壓電路來說明這些概念。在該配置中，IC 的偏置接地（RTN 引腳）連接至負(fù)輸出電壓 （-10V）。IC 的輸入 （VIN） 及返回 （RTN） 端電壓為：

VIN， RTN = VIN + |VOUT|

因此，最大輸入電壓為：VIN（MAX） = VIN，RTN （MAX） - |VOUT|

由于電感器電流只在 TOFF（圖 2b）期間為輸出電容器供電，因此輸出電流為：IOUT = IL1 （1-D）

其中 D 是占空比。最大輸出電流與開關(guān)電流限值有關(guān)，如以下公式所示：

iL1（peak） = iSW（peak） = IL1+ΔIL1/2 = IOUT/（1-D） + ΔIL1/2

其中 ΔIL1 是峰值間電感器電流紋波，其在最大 VIN（MAX） 下達(dá)到峰值：

圖 3 是基于 LM5017 的完整反相升降壓轉(zhuǎn)換器電路圖。由于 LM5017 的寬泛 VIN （100V） 額定值，因此其可在反相升降壓應(yīng)用中通過寬泛輸入電壓軌工作。

圖 3. 10V~60V 輸入至 -10V 輸出、300mA 反相升降壓應(yīng)用電路

閱讀原文， 請參見http://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archive/2013/12/01/lm5017-based-inverting-buck-boost-enables-negative-supply.aspx

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