基于LM5017的反相升降压电路支持负电源

作者：Vijay Choudhary86929 德州仪器

如图 1a 和 1b 所示，只需对降压转换器原理图进行简单修改，便可将同步降压转换器 IC 用于反相升降压配置。反相升降压转换器可生成负极输出电压，计算公式如下：VOUT= -D/（1-D） x VIN

1a. 同步降压转换器1b：反相升降压转换器
图 1. 将降压稳压器 IC 用作反相升降压转换器

反相升降压转换器的工作情况如图 2a 和 2b 所示。在 TON（Q1：导通；Q2：关闭）期间，电感器储存能量；而在 TOFF（Q1：关闭；Q2：导通）期间，电感器为输出电容器充电。

2a：TON（Q1：导通；Q2：关闭）2b：TOFF（Q1：关闭；Q2：导通）
图 2. 反相升降压工作情况

反相升降压配置下降压 IC 的最大 VIN 及 IOUT

当在反相配置中使用降压稳压器 IC 时，需要降低转换器的最大输入电压及最大输出电流范围。我们用图 3 中基于 LM5017 的反相升降压电路来说明这些概念。在该配置中，IC 的偏置接地（RTN 引脚）连接至负输出电压 （-10V）。IC 的输入 （VIN）及返回 （RTN） 端电压为：

VIN， RTN = VIN + |VOUT|

因此，最大输入电压为：VIN（MAX） = VIN，RTN （MAX） - |VOUT|

由于电感器电流只在 TOFF（图 2b）期间为输出电容器供电，因此输出电流为：IOUT = IL1 （1-D）

其中 D 是占空比。最大输出电流与开关电流限值有关，如以下公式所示：

iL1（peak） = iSW（peak） = IL1+ΔIL1/2 = IOUT/（1-D） + ΔIL1/2

其中 ΔIL1 是峰值间电感器电流纹波，其在最大 VIN（MAX） 下达到峰值：

图 3 是基于 LM5017 的完整反相升降压转换器电路图。由于 LM5017 的宽泛 VIN （100V）额定值，因此其可在反相升降压应用中通过宽泛输入电压轨工作。

图 3. 10V~60V 输入至 -10V 输出、300mA 反相升降压应用电路

阅读原文， 请参见http://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archive/2013/12/01/lm5017-based-inverting-buck-boost-enables-negative-supply.aspx