設(shè)計(jì)成功的反向降壓-升壓轉(zhuǎn)換器布局

LM降壓轉(zhuǎn)換器等5017系列產(chǎn)品或可調(diào)電源電子元件（IC）能從正VIN導(dǎo)致負(fù)VOUT在DC/DC轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域是基礎(chǔ)知識(shí)。乍一看，使用降壓可調(diào)穩(wěn)壓電源IC反向降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的電路設(shè)計(jì)圖與降壓轉(zhuǎn)換器非常相似(圖1a和1c）。然而，無論電流和電流是多少，兩個(gè)電路之間都有很大的區(qū)別。

在之前的貼子中，我討論了VIN范圍、VOUT可用導(dǎo)出的電流范圍和電流IOUT較大值之間的差異。合理布局的差異來自于反向降壓-升壓轉(zhuǎn)換器與降壓整流電路的轉(zhuǎn)換電流循環(huán)方向之間的差異，雖然至關(guān)重要，但不易掌握。

圖1顯示了降壓轉(zhuǎn)換器與反向降壓-升壓轉(zhuǎn)換器電源總開關(guān)并流的區(qū)別。降壓轉(zhuǎn)換器(圖1a和1b）輸入電路-包括輸入電力電容器CIN、高側(cè)電源總開關(guān)QH與電子整流器同步QL，傳送高di / dt變換電流。導(dǎo)出電路包括同步電子整流器QL、電感器L1.導(dǎo)出電力電容器Cout，電流相對連續(xù)。因此，雖然提高輸入電流回路區(qū)域至關(guān)重要，但提高導(dǎo)出電流回路區(qū)域并不重要。

圖1：降壓轉(zhuǎn)換器（a和b）反向降壓-升壓轉(zhuǎn)換器（c和d）內(nèi)部的變換電流

反向降壓-電向降壓-升壓轉(zhuǎn)換器中的電流電路和降壓轉(zhuǎn)換器(圖1c和1d）構(gòu)成元素相同。電子設(shè)備包括輸入電力電容器CIN、控制FET QH與電子整流器同步QL。電子設(shè)備包括同步電子整流器QL、濾波電感器L1.導(dǎo)出電力電容器COUT。然而，在反向降壓-升壓轉(zhuǎn)換器中，輸入和導(dǎo)出的電流電路都很高di/dt由于濾波換子間隔的中間，濾波器電感器從CIN變換至COUT。

由于降壓與反向電路設(shè)計(jì)圖紙的相似性，轉(zhuǎn)換電流模式的差異往往被忽視，許多反向降壓升壓方案的設(shè)計(jì)和布置與降壓轉(zhuǎn)換器一樣，只增加了輸入電流電路中電路面積的一小部分。從降壓到反向降壓-升壓的轉(zhuǎn)換通常被用作再連接VOUT和接地系統(tǒng)引腳。然而，這種方法并沒有綜合考慮不同電流的簡單降壓和反向降壓-升壓轉(zhuǎn)換器(使用相同的可調(diào)穩(wěn)壓電源)IC），會(huì)導(dǎo)致這些問題：

圖1c和1d所表示的變換電流模式會(huì)產(chǎn)生很大的生存電感，在變換節(jié)點(diǎn)上會(huì)導(dǎo)致更高的峰值，導(dǎo)致以下負(fù)面影響：

電源總開關(guān)的電流越過非增加電流電路，導(dǎo)致更多的電磁干擾（EMI）和噪聲。

在反向降壓-升壓配置中，MOSFET巔峰工作標(biāo)準(zhǔn)電壓在|VIN VOUT|工作電壓高于。

根據(jù)導(dǎo)出電容器的變換電流大于降壓轉(zhuǎn)換器中相同的電感器電流（RMS）(熱值)值。當(dāng)導(dǎo)出電容器時(shí)，有時(shí)沒有電流會(huì)產(chǎn)生更多的。因此，在選擇電容器的過程中，方案設(shè)計(jì)人員盡量綜合考慮這種高諧波電流電流VOUT諧波電流和IRMS額定電流電流的要求。圖2比較了降壓和反向降壓-升壓轉(zhuǎn)換器導(dǎo)出電容器的諧波電流電流。

圖2：降壓轉(zhuǎn)換器（a和b）由于電感器一直與導(dǎo)出節(jié)點(diǎn)連接，導(dǎo)出濾波裝置的諧波電流電流不大。

由于電力電容器電流的不連續(xù)性，反向降壓-升壓轉(zhuǎn)換器（c和d）導(dǎo)出濾波裝置的諧波電流電流要高得多。

圖3顯示了如何提高反向降壓-升壓功率級(jí)，以創(chuàng)建更低的功率級(jí)di/dt輸入和導(dǎo)出來回路。圖4得到了運(yùn)用100V同步降壓可調(diào)壓電源LM5017反向降壓-升壓功率級(jí)布局合理。

圖 3.增加功率級(jí)電子設(shè)備，減少電流電路的變換（a），明確電流回路（b）降低電流回路

圖4：采用LM5017同步降壓可調(diào)壓電源反向降壓-升壓轉(zhuǎn)換器布局合理

結(jié)論

室內(nèi)設(shè)計(jì)師經(jīng)常使用降壓可調(diào)電源來創(chuàng)建反向降壓可調(diào)電源。然而，降壓與反向降壓電路中間的變換電流存在重要差異。特別是室內(nèi)設(shè)計(jì)師應(yīng)注意出口電容器的選擇和變換電流電路的合理布局，以達(dá)到較佳的穩(wěn)定性和噪聲特性。

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