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反相Buck变换器的工作原理

作者:fanxiaoxi 时间:2024-06-11 收藏

Buck变换器是开关电源基本拓扑结构的一种,在此基础上增加负压输出的功能,甚至比电荷泵电路还要简单。

反相Buck变换器的英文称呼是“Inverting Buck-Boost”,直译过来应该是反相降压-升压变换器,在此处只讨论降压使用,为了不引起歧义,称为反相Buck变换器。

当开关管Q导通时,储能电感L充电;当开关管Q断开时,电感L“上负下正”,相当于电源,为电容C充电,电流经过续流二极管D回到电感。当开关管Q再次导通时,电感再次充电,电容C中储存的电荷维持输出电压。

从结构上来看,好像是储能电感与续流二极管位置变换了。其实还有更好的理解方法:只是参考点变了。如下图,电路输出的结果是输出电容有5V的压差,“上正下负”。Buck变换器把T2点作为0V的参考点,所以T1点有5V的输出;反相Buck变换器以T1位0V的参考点,所以T2点是-5V的输出。

图 参考点不同对Buck电路的影响

需要注意开关管最大耐压值的问题。Buck变换器中开关管承受的最大电压是Vcc,反相Buck变换器中开关管承受的最大电压是Vcc+Vout。

图 反相Buck电路原理

下图是芯片2脚电压(黄色,表示为Vsw)与输出电压的波形,由于通道2是交流耦合,所以看到的波形大约在0V附近,实际输出是-5V左右.可以分析出,开关闭合时Vsw与Vout上升,一段时间以后开关断开,Vsw电压极速下降,Vout先下降后上升。Vsw变换的幅值达到17V。



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