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12V輸入-5.2/15A輸出的雙相反向降壓/升壓電源

時(shí)間：2009-03-10 11:21:04

關(guān)鍵字：升壓電源升壓變換器 DC 降壓變換器

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[導(dǎo)讀]　同步降壓控制器通常用的應(yīng)用是高效率變換正電壓到較低的正電壓，但從正電壓也可產(chǎn)生負(fù)電壓。在負(fù)輸出應(yīng)用中，可以把降壓控制器配置為反向降壓/升壓，其中負(fù)輸出電壓的絕對(duì)值高于或低于其正輸入。　　同步降壓變換器

　同步降壓控制器通常用的應(yīng)用是高效率變換正電壓到較低的正電壓，但從正電壓也可產(chǎn)生負(fù)電壓。在負(fù)輸出應(yīng)用中，可以把降壓控制器配置為反向降壓/升壓，其中負(fù)輸出電壓的絕對(duì)值高于或低于其正輸入。

　　同步降壓變換器示于圖1，輸出與輸入的關(guān)系如下:

　　同步反向降壓/升壓變換器(圖2)輸出與輸入的關(guān)系如下：

　　圖1 同步降壓變換器

　　為了把降壓變換器轉(zhuǎn)變?yōu)榻祲?升壓變換器，在電路中負(fù)軌代替地、連接Cout的(+)端到地替代Vout和連接上端MOSFET漏極的輸入電壓到新地(圖2)。另外，電路耦合和標(biāo)準(zhǔn)正升壓配置相同，上端MOSFET仍然是控制MOSFET。

　　圖2 同步反向降壓/升壓變換器

　　然而，降壓/升壓變換器的設(shè)計(jì)要求會(huì)更多。例如，降壓/升壓變換器MOSFET的關(guān)態(tài)電壓加載比給定的輸入電壓高，這是由于現(xiàn)在它等于VIN和VOUT之差(差值低于地)。對(duì)于給定的負(fù)載，其DC電感電流是較高的，這是因?yàn)楝F(xiàn)在DC電感電流等于負(fù)載電流和輸入電流之和。因此，與標(biāo)準(zhǔn)降壓變換器相比，其電感器必須具有較高的飽和電流額定值和較低的DCR。

　　由于有較高的電壓加載和DC電感電流，所以MOSFETS的傳輸和傳導(dǎo)損耗就比較高。由于僅在下端MOSFET導(dǎo)通時(shí)重新充電降壓/升壓變換器的輸出電容器，所以流經(jīng)輸出電容器的電流是脈沖式的，其峰-峰值等于DC電感電流(假定所用電感器是非常大的)。

　　另外，降壓變換器的輸出電感紋波電流只等于電感紋波電流。因此，降壓/升壓變換器所用的輸出電容器需要具有相當(dāng)?shù)偷腅SR和ESL以保持低輸出電壓紋波。

　　圖3示出一個(gè)反相降壓/升壓變換器實(shí)例。此電路是一個(gè)由LTC3728控制的+12V到-5.2V/15A的雙相雙輸出變換器。此變換器的兩個(gè)相連接在一起，相位差180?，這可為輸出和輸入電容器提供紋波電流低消。雙相工作、400KHz開關(guān)頻率結(jié)合采用與POSCAPs并聯(lián)的低ESR和低ESL陶瓷電容使得輸出電壓紋波僅為39mVp-p。低輸出電壓紋波使其適合于負(fù)ECL電路的偏置。

　　圖3 +12V到-5.2V/15A雙相反相降壓/升壓電源

　　盡管降壓/升壓變換器具有較高的損耗，但此電路具有高效率。在滿載時(shí)，其效率為91.4%，而峰值效率為92.9%。高效率歸功于：采用低RDS(ON)和低QG MOSFETs、用兩相代替一相和LTC3728強(qiáng)柵極驅(qū)動(dòng)器。LTC3728開關(guān)節(jié)點(diǎn)引腳和VIN引腳的額定電壓為36V，MOSFETs額定值為30V，這使得它們可以容易地處理從+12V到-5V變換所產(chǎn)生的加載。

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