從基于傳感器的設(shè)計(jì)到功率放大器，電子工業(yè)的許多應(yīng)用都周期性地面臨著產(chǎn)生負(fù)電壓軌的要求。雖然已使用的許多基于變壓器的設(shè)計(jì)、充電泵等方法都能滿(mǎn)足這一特定要求，但降壓-升壓式(buck-boost) 逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，同時(shí)節(jié)省了功率和占板空間。

在許多應(yīng)用中，電力預(yù)算已然緊張，PCB面積常常受到限制，因?yàn)榭蛻?hù)在要求縮小方案大小的同時(shí)，需要在許多新產(chǎn)品中加入用電量高的功能。使用Buck-Boost逆變拓?fù)涞碾娫雌骷商峁┮粋€(gè)方案，因此對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員非常有價(jià)值。

 

降壓穩(wěn)壓器可被重新配置為使用buck-boost逆變拓?fù)鋸恼斎腚妷寒a(chǎn)生負(fù)輸出電壓。與降壓穩(wěn)壓器不同的是，buck-boost逆變?cè)?ldquo;關(guān)斷”時(shí)間內(nèi)通過(guò)輸出二極管傳輸能量到輸出端。因此，用戶(hù)必須記住，平均輸出電流總是小于平均電感電流。設(shè)計(jì)人員還必須注意，器件基準(zhǔn)電壓不再是接地而是為負(fù)輸出電壓，這使得器件的有效輸入電壓為VIN+ |VOut|。

 

電信廠(chǎng)商傾向于采用兩級(jí)設(shè)計(jì)以產(chǎn)生負(fù)電壓軌用于氮化鎵(GaN)功率放大器(PA)驅(qū)動(dòng)器。第一級(jí)將輸入電壓(通常為48-65V)降至12V，然后是產(chǎn)生-6.5V的第二級(jí)。通過(guò)使用如安森美半導(dǎo)體的NCP4060A這樣的器件，設(shè)計(jì)人員可將其合并成一級(jí)，將高輸入電壓轉(zhuǎn)化為負(fù)輸出電壓，同時(shí)保持高能效，并提供方案用于空間受限的應(yīng)用。

 

在采用Buck-Boost拓?fù)鋾r(shí)，需要考慮許多重要的因素和挑戰(zhàn)。安森美半導(dǎo)體的NCP4060A是80V同步降壓穩(wěn)壓器，集成功率FET，可承受達(dá)6A的直流負(fù)載。這是一個(gè)器件提供從高輸入電壓到負(fù)輸出電壓轉(zhuǎn)換的靈活性的很好的例子，只需基于降壓拓?fù)鋵out與GND互換。

 

圖1. NCP4060用于Buck-Boost配置

 

將Buck IC重新配置為buck-boost逆變電路以從正輸入產(chǎn)生負(fù)電壓的實(shí)施步驟相對(duì)簡(jiǎn)單，但有一些設(shè)計(jì)訣竅值得注意和遵循，以強(qiáng)調(diào)Buck穩(wěn)壓器和Buck-Boost逆變之間的根本區(qū)別。

 

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