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电路原理图
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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