將降壓型開關轉換器IC配置為逆變器可產生高效、高功率、-5V電源,能夠輸出高達4.5A (12V輸入)或3.2A (5V輸入)的電流。可以修改電路以提供其他電壓電平。
介紹
將降壓型開關轉換器 IC 配置為逆變器(圖 1)可產生高效、高功率 -5V 電源,能夠輸出高達 4.5A(12V 輸入)或 3.2A(5V 輸入)的電流。隨著元件值的變化,電路可以提供其他電壓。
圖1.將此高功率DC-DC降壓轉換器配置為逆變器,可從12V輸入產生4.5A/-5V電流,或從5V輸入產生3.2A/-5V電流。
傳統的反相電源使用 p 溝道 MOSFET 進行開關(圖 2)。這種配置在較低電流下效果很好,但在 2A 左右以上使用有限,具體取決于輸入和輸出電壓電平以及所使用的 p 溝道 MOSFET。將標準降壓電路(圖3)與圖1進行比較,可以看到圖1中的轉換器“輸出”接地,(過去)地變為-5V輸出。
圖2.這種傳統的反相電源使用效率較低的p溝道MOSFET。
圖3.圖1中的U1通常用作高功率降壓轉換器。
由于 n 溝道 MOSFET 的導通電阻通常低于同類 p 溝道器件的導通電阻,因此具有 n 溝道 MOSFET 的電源通常以更高的效率提供更多電流。然而,要導通,n溝道MOSFET需要比其源極(通常是電源電壓)高約4V的柵極電壓。幾種高功率降壓轉換器包括用于產生高柵極電壓的小電荷泵(與圖1中的D2和C10相當)。
圖1電路通過將高功率降壓轉換器(U1)重新配置為逆變器,以利用其全n溝道MOSFET設計,實現了高輸出電流和高效率。12.35V 輸入、-5.02V 輸出和 4.7A 負載時效率為 90%,4.56V 輸入、-5.02V 輸出和 3.3A 負載時效率為 84%。通過更改R2和/或R3的值,可以輕松適應-5.2V應用。(在-5.2V工作會對最大輸出電流產生很小的損失。
輸入和輸出紋波電壓與輸入和輸出電容器的等效串聯電阻(ESR)直接相關,因此應仔細選擇這些電容器。電路布局也非常重要(與所有DC-DC轉換器一樣)。Maxim評估板(MAX1636EVKit)包括一塊布局優化的小型電路板和MAX1636工作所需的所有元件。由于EVKit的布局與圖1中的布局相似,因此可以作為該設計思路的粗略布局指南。
審核編輯:郭婷
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