产生负电压——为什么需要在降压-升压电路中进行电平转换
发表时间: 2023-11-14 20:31:27 作者: 工程案例
。但是,如果电源由主应用电路控制或监控,则可能还需要电平转换电路。该电路以地为基准,而反相降压
反相降压-升压电路产生的负电压幅度可以高于或低于可用正电压的幅度。例如,从+12 V可以生成-8 V,甚至-14 V。当使用具有反相降压-升压电路的开关稳压器IC时,系统在大多数情况下要设计通信引脚。如果确实需要,设计人员一定进行充分的电平转换,以便可通过同步和使能信号。
反相降压-升压拓扑是基本开关稳压器拓扑之一,只需要一个电感、两个电容和两个MOSFET开关。其中的开关可由任意降压稳压器或控制器驱动。因此,可供使用的开关稳压器构建模块有很多。图1显示了具备所有必要元件的反相拓扑。
图2显示了带有ADP2386降压稳压器的降压-升压电路。如果反相电路使用了降压稳压器IC,则该IC的接地连接需连接到生成负电压的地方。降压稳压器的原始输出电压连接到系统地。而因为输出电压连接到系统地,所以反相拓扑中降压稳压器自身的地以生成的负电压为基准。IC的基准电压地(图2中的GND)未连接到系统地。因此,这两个地的电位不同。开关稳压器IC接地将成为所生成的负电压。开关稳压器IC上的所有引脚现在都以所生成的负电压为基准,而不是以系统地为基准。因此,从系统到IC或从IC到系统的通信线路和连接需要进行电平转换,以保障安全通信并防止损坏。通常,相关信号为SYNC、PGOOD、TRACKING、MODE、EN、UVLO和RESET。图2显示了电平转换电路的一个示例,使用了两个双极性晶体管和七个电阻(蓝色)来产生一个信号。该电路需占用一定的空间,并且增加了电路的复杂性和成本。前面提到的所有信号均必须单独部署这种电平转换器。当开关稳压器IC使用了电源管理总线(PMBus®)等数字总线时,情况将更复杂。此时,整个总线连接一定要采用电平转换或电气隔离才能运行。
专为反相电压设计的开关稳压器IC免去了对这种外部电路的使用需求。ADI公司根据降压稳压器IC设计了一系列开关稳压器IC,旨在为系统(即整个电子电路)和反相开关稳压器IC之间的通信提供便利。电路不需要用如图2所示的外部电平转换结构。
图3.MAX17579设计为反相降压-升压稳压器,其中已集成电平转换功能
图3所示为MAX17579开关稳压器IC,可以从正电压产生负电压。显而易见的是,图3所示电路比图2要紧凑得多。
LTspice®或EE-SIM®设计与评估环境等仿真工具,能够在一定程度上帮助用户更好地了解反相拓扑中的稳压行为和潜在的电位差。这些工具还可拿来设计和优化电平转换电路。MAX17579之类的IC也可通过EE-SIM设计工具轻轻松松实现仿真。
- 上一个: “威能”——专业锂离子环保电源供货商
- 下一个: 茂硕电源接连6个交易日上涨期间累计涨幅1126%