在電子電路的設計中經常都需要使用負輸出電壓,業界有很多方法可以將正輸入電壓產生負輸出電壓,其中一個簡單又經濟的方法便是採用極性反向(降壓/升壓)轉換器。這種拓樸的優點在於所需元件少,並且可架構在標準的高端穩壓器積體電路,例如降壓穩壓器等。本文將討論這種拓樸方法的技術細節及相關設計重點,包括輸入和輸出電壓漣波、迴路的穩定性需求,並透過一個電路實例加以說明。
極性反向(降壓/升壓)拓樸
正如同降壓拓樸和升壓拓樸,極性反向降壓/升壓轉換器是一種最基本的功率轉換拓樸,上述的三種基本拓樸都是由一個主動開關(通常是MOSFET)、一個被動開關(二極體)以及一個電感器所共同組成。圖一分別表示出該三種基本的電壓轉換拓樸。極性反向拓樸的其中一個最大優點就是簡單,只需使用最少量的電源級元件,這不只有助於降低成本,而且還可降低開發拓樸的複雜度。極性反向拓樸將輸入電壓的極性反轉,並允許轉換出來的輸出電壓絕對值高於或低於輸入電壓絕對值。這種拓樸方法除了可以為系統提供負電壓外,還可不受制於系統接地參考的極性而為負載供電,而且輸入電壓更可高於或低於輸出電壓。這種應用的最佳實例是驅動LED燈串,當中需要從9V至30V的供電電壓產生一個總降壓為16V的輸出電壓給LED。在這個範例中,只需將LED燈串的陽極和陰極連接交換,便可使燈串接受負16V的電壓。這個極性反向拓樸可以輕易地將正9V或30V的輸入電壓供電轉換成為負16V的輸出電壓。
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