設計成功的反向降壓-升壓轉換器布局

LM5017系列產品，如降壓轉換器或可調電源電子元件（IC）能從正VIN導致負VOUT在DC/DC轉換器領域是基礎知識。乍一看，使用降壓可調電源IC反向降壓-升壓轉換器的電路設計圖與降壓轉換器非常相似(圖1a和1c）。然而，無論電流和電流是多少，兩個電路之間都有很大的區別。

在之前的帖子中，我討論了VIN范圍、VOUT可導出的電流范圍和電流IOUT較大值之間的差異。合理布局的差異來自于反向降壓-升壓轉換器與降壓整流電路轉換電流循環方向的差異。

圖1顯示了降壓轉換器與反向降壓-升壓轉換器電源總開關并流的區別。降壓轉換器(圖1a和1b）輸入電路-輸入電力電容器CIN、高側電源總開關QH與電子整流器同步QL，傳送高di / dt變換電流。導出電路包括同步電子整流器QL、電感器L1.導出電力電容器Cout，電流相對連續。因此，盡管增加輸入電流回路區域至關重要，但增加導出電流回路區域并不重要。

圖1：降壓轉換器（a和b）反向降壓-升壓轉換器（c和d）內部變換電流

反向降壓-電向降壓-升壓轉換器中的電流電路和降壓轉換器(圖1c和1d）構成元素相同。電子設備包括輸入電力電容器CIN、控制FET QH與電子整流器同步QL。電子設備包括同步電子整流器QL、濾波電感器L1.導出電力電容器COUT。然而，在反向降壓升壓轉換器中，輸入和導出的電流電路非常高di/dt由于濾波器換子間隔的中間，濾波器電感器從CIN變換至COUT。

由于降壓與反向電路設計圖紙的相似性，轉換電流模式的差異往往被忽視。與降壓轉換器一樣，許多反向降壓升壓方案的設計和布置只增加了輸入電流電路中電路面積的一小部分。從降壓到反向降壓-升壓的轉換通常用作再連接VOUT和接地系統引腳。然而，該方法并沒有綜合考慮不同電流的簡單降壓和反向降壓升壓轉換器（使用相同的可調穩壓電源）IC），會導致這些問題：

圖1c和1d所表示的變換電流模式會產生較大的生存電感，在變換節點上會產生較高的峰值，導致以下負面影響：

電源總開關的電流過非增加電流電路，導致更多的電磁干擾（EMI）和噪聲。

在反向降壓-升壓配置中，MOSFET高峰工作標準電壓為|VIN VOUT|工作電壓高于。

導出電容器的變換電流大于降壓轉換器中相同的電感器電流（RMS）（熱值）值。當導出電容器時，有時沒有電流會產生更多。因此，在選擇電容器的過程中，方案設計師應盡可能考慮這種高諧波電流VOUT諧波電流和IRMS額定電流電流的要求。圖2比較了降壓和反向降壓-升壓轉換器導出電容器的諧波電流電流。

圖2：降壓轉換器（a和b）由于電感器一直與導出節點連接，導出濾波裝置的諧波電流電流不大。

由于電力電容器電流的不連續性，反向降壓升壓轉換器（c和d）導出濾波裝置的諧波電流電流要高得多。

圖3顯示了如何提高反向降壓-升壓功率級，以創建更低的功率級di/dt輸入和導出回路。圖4使用1000V可調壓電源同步降壓LM5017反向降壓-升壓功率級布局合理。

圖 3.增加功率級電子設備，減少電流電路的變化（a），明確電流回路（b）減少電流回路

圖4：采用LM5017同步降壓可調電源反向降壓-升壓轉換器布局合理

結論

室內設計師經常使用降壓可調電源來創建反向降壓可調電源。然而，降壓與反向降壓電路之間的變換電流存在重要差異。特別是室內設計師應注意出口電容器的選擇和變換電流電路的合理布局，以達到較佳的穩定性和噪聲特性。