buck-boost逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 節(jié)省了功率和占板空間

從基于傳感器的設(shè)計到功率放大器，電子工業(yè)的許多應(yīng)用都周期性地面臨著產(chǎn)生負(fù)電壓軌的要求。雖然已使用的許多基于變壓器的設(shè)計、充電泵等方法都能滿足這一特定要求，但降壓-升壓式（buck-boost） 逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，同時節(jié)省了功率和占板空間。

在許多應(yīng)用中，電力預(yù)算已然緊張，PCB面積常常受到限制，因為客戶在要求縮小方案大小的同時，需要在許多新產(chǎn)品中加入用電量高的功能。使用Buck-Boost逆變拓?fù)涞?a target="_blank">電源器件可提供一個方案，因此對于系統(tǒng)設(shè)計人員非常有價值。

降壓穩(wěn)壓器可被重新配置為使用buck-boost逆變拓?fù)鋸恼斎腚妷寒a(chǎn)生負(fù)輸出電壓。與降壓穩(wěn)壓器不同的是，buck-boost逆變在“關(guān)斷”時間內(nèi)通過輸出二極管傳輸能量到輸出端。因此，用戶必須記住，平均輸出電流總是小于平均電感電流。設(shè)計人員還必須注意，器件基準(zhǔn)電壓不再是接地而是為負(fù)輸出電壓，這使得器件的有效輸入電壓為VIN+ |VOut|。

電信廠商傾向于采用兩級設(shè)計以產(chǎn)生負(fù)電壓軌用于氮化鎵（GaN）功率放大器（PA）驅(qū)動器。第一級將輸入電壓（通常為48-65V）降至12V，然后是產(chǎn)生-6.5V的第二級。通過使用如安森美半導(dǎo)體的NCP4060A這樣的器件，設(shè)計人員可將其合并成一級，將高輸入電壓轉(zhuǎn)化為負(fù)輸出電壓，同時保持高能效，并提供方案用于空間受限的應(yīng)用。

在采用Buck-Boost拓?fù)鋾r，需要考慮許多重要的因素和挑戰(zhàn)。安森美半導(dǎo)體的NCP4060A是80V同步降壓穩(wěn)壓器，集成功率FET，可承受達6A的直流負(fù)載。這是一個器件提供從高輸入電壓到負(fù)輸出電壓轉(zhuǎn)換的靈活性的很好的例子，只需基于降壓拓?fù)鋵out與GND互換。

圖1. NCP4060用于Buck-Boost配置

將Buck IC重新配置為buck-boost逆變電路以從正輸入產(chǎn)生負(fù)電壓的實施步驟相對簡單，但有一些設(shè)計訣竅值得注意和遵循，以強調(diào)Buck穩(wěn)壓器和Buck-Boost逆變之間的根本區(qū)別。