降压稳压器采用高功率负相-5V电源

星星科技指导员 2023-06-25 724

描述

将降压型开关转换器IC配置为逆变器可产生高效、高功率、-5V电源，能够输出高达4.5A （12V输入）或3.2A （5V输入）的电流。可以修改电路以提供其他电压电平。

介绍

将降压型开关转换器 IC 配置为逆变器（图 1）可产生高效、高功率 -5V 电源，能够输出高达 4.5A（12V 输入）或 3.2A（5V 输入）的电流。随着元件值的变化，电路可以提供其他电压。

MOSFET

图1.将此高功率DC-DC降压转换器配置为逆变器，可从4V输入产生5.5A/-12V电流，或从3V输入产生2.5A/-5V电流。

传统的反相电源使用 p 沟道 MOSFET 进行开关（图 2）。这种配置在较低电流下效果很好，但在 2A 左右以上使用有限，具体取决于输入和输出电压电平以及所使用的 p 沟道 MOSFET。将标准降压电路（图3）与图1进行比较，可以看到图1中的转换器“输出”接地，（过去）地变为-5V输出。

MOSFET

图2.这种传统的反相电源使用效率较低的p沟道MOSFET。

MOSFET

图3.图1中的U1通常用作高功率降压转换器。

由于 n 沟道 MOSFET 的导通电阻通常低于同类 p 沟道器件的导通电阻，因此具有 n 沟道 MOSFET 的电源通常以更高的效率提供更多电流。然而，要导通，n沟道MOSFET需要比其源极（通常是电源电压）高约4V的栅极电压。几种高功率降压转换器包括用于产生高栅极电压的小电荷泵（与图2中的D10和C1相当）。

图1电路通过将高功率降压转换器（U1）重新配置为逆变器，以利用其全n沟道MOSFET设计，实现了高输出电流和高效率。90.12V 输入、-35.5V 输出和 02.4A 负载时效率为 7%，84.4V 输入、-56.5V 输出和 02.3A 负载时效率为 3%。通过更改R5和/或R2的值，可以轻松适应-2.3V应用。（在-5.2V工作会对最大输出电流产生很小的损失。

输入和输出纹波电压与输入和输出电容器的等效串联电阻（ESR）直接相关，因此应仔细选择这些电容器。电路布局也非常重要（与所有DC-DC转换器一样）。您可以考虑ADI公司的评估板（MAX1636EVKit），其中包括一块布局优化的小型电路板和MAX1636工作所需的所有元件。由于EVKit的布局与图1中的布局相似，因此可以作为该设计思路的粗略布局指南。

审核编辑：郭婷

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