tps5430輸出負(fù)電壓分析與計(jì)算

　　平常我們用的比較多的是用TPS5430產(chǎn)生正電壓，其高達(dá)3A的大電流能力還是很給力，但是，你所不曉得的是它還可以用來產(chǎn)生負(fù)電壓哦。TPS5430是TI公司最新推出的一款性能優(yōu)越的DC /DC開關(guān)電源轉(zhuǎn)換芯片。我們對其進(jìn)行了開發(fā)， 并將其應(yīng)用到了TJ - 2型體積式應(yīng)變儀的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

　　tps5430輸出負(fù)電壓分析

　　降壓技術(shù)寬范圍的輸入電壓（SWIFT，集成FET轉(zhuǎn)換器）DC/DC轉(zhuǎn)換器是經(jīng)常被用來作為STEP-DOWN 降壓轉(zhuǎn)換器（當(dāng)輸出電壓是個(gè)比輸入電壓小的正電壓時(shí)）。配置TPS5430/20/10是能夠利用反向升降壓技術(shù)，輸出負(fù)電壓的。（圖片和計(jì)算公式出自于datasheet ）

　　當(dāng)FET開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，通過電感的電壓是Vin-Vout ， 而通過電感的電流則以一個(gè)速率

　　增加。當(dāng)FET開關(guān)關(guān)閉時(shí)，電感電壓發(fā)送逆變（反轉(zhuǎn)）來保持電感電流的持續(xù)流動(dòng)。假定通過二極管的電壓是比較小的。那么電感電流則會(huì)以一個(gè)緩慢的速率

　　慢慢下降。在FET的開關(guān)閉合中，穩(wěn)定狀態(tài)下的負(fù)載電流是經(jīng)常被電感所牽制；平均電感電流是等于負(fù)載電流的。電感的紋波電流峰峰值是：

　　D是占空比（負(fù)載周期）D=Vout/Vin

　　Fsw 是開關(guān)頻率，L是電感值

　　反轉(zhuǎn)升降壓技術(shù)與上個(gè)電路圖相比，電感與肖特基二極管的位置互換了，電容的極性也反轉(zhuǎn)了。

　　由于輸出電壓是負(fù)電壓。

　　當(dāng)FET開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，通過電感的電壓是輸入電壓Vin，而此時(shí)電流是以這個(gè)速率

　　緩緩上升。這時(shí)候（FET導(dǎo)通）負(fù)載的所有電流是通過輸出的電容存儲(chǔ)的電荷來提供的。

　　當(dāng)FET開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，電感反轉(zhuǎn)極性來保持電流繼續(xù)流動(dòng)。通過電感的電壓是接近于輸出電壓的；

　　電感上的電流以

　　這樣的速率下降。在關(guān)閉時(shí)間里，電感同時(shí)提供給負(fù)載和電容在導(dǎo)通時(shí)間里所失去的電流。

　　所以，平均的電感電流是

　　II= Iout/（1-D）；電感的紋波電流峰峰值是：

　　D是占空比（負(fù)載周期）大概等于D=Vout/（Vout-Vin）

　　tps5430輸出負(fù)電壓計(jì)算

　　TPS5430降壓輸出-5V的應(yīng)用電路

　　負(fù)載周期D = Vout/（Vout - Vin ） =-5/（-5-15）= 0.25

　　平均電感電流是 II avg = I/（1-D） ；TPS5430最大的輸出電流是3A，所以這里這個(gè)電路最大輸出的DC負(fù)載電流是

　　同樣的，基于好幾個(gè)原因（這個(gè)不詳）電感的紋波電流是應(yīng)該保持比較小的。峰值電感電流應(yīng)該是平均電感電流加上峰峰值的一半（這里不懂，為什么要加上平均電感電流？）。由于TPS5430的內(nèi)部規(guī)定最大峰值電流不得超過4A，所以這個(gè)峰值也必須在4A以下。 電感交流紋波電流也決定了必須低于直流輸出電流，當(dāng)電路處于斷續(xù)模式時(shí)。（什么是斷續(xù)模式？）

　　最小的電感值是

　　Lmin = （Vin ）/（FSW ）= （15）/（500000） = 15uH

　　輸出電容的值是根據(jù)輸出電感的值而確定的。LC諧振頻率是要盡可能地接近于內(nèi)部補(bǔ)償頻率的。等于或略大于Fz2 頻率。在這里，電容是40m? ESR 的220uF 高分子電容