ZHCABU0B May   2020  – October 2022 LM63615-Q1 , LM63625-Q1 , LM63635-Q1 , LMR33620 , LMR33620-Q1 , LMR33630 , LMR33630-Q1 , LMR33640 , LMR36006 , LMR36015 , TPS54360B , TPS54560B

 

  1.   使用反相降压/升压转换器
  2.   商标
  3. 引言
  4. 反相降压/升压转换器
  5. 基本操作
  6. 基于降压转换器的反相降压/升压转换器的运行注意事项
    1. 4.1 电压应力
    2. 4.2 电流应力
    3. 4.3 功率损耗和效率
    4. 4.4 小信号行为
      1. 4.4.1 测量 IBB 波特图
      2. 4.4.2 测试 IBB 上的负载瞬态
      3. 4.4.3 仿真
  7. IBB 的元件选择
    1. 5.1 电感器选型
    2. 5.2 电容器选型
    3. 5.3 外部反馈分压器
  8. 一般注意事项
  9. 辅助功能
    1. 7.1 使能输入电平转换
    2. 7.2 同步输入电平转换
    3. 7.3 电源正常状态标志电平转换
    4. 7.4 输出钳位
    5. 7.5 输出噪声滤波
  10. 设计示例
    1. 8.1 3A 电流时将 +12V 电压转换为 –5V 电压
    2. 8.2 1A 电流时将 +5V 电压转换为 –5V 电压
  11. 总结
  12. 10参考文献
  13. 11修订历史记录

电流应力

IBB 中的电感器电流和峰值开关电流大于用于构建它的等效降压转换器中的相应电流。首先,可以使用Equation3 来计算任何转换器的平均输入电源电流。

Equation3. GUID-D9631206-B37A-4F72-8865-DA78D3C96C27-low.gif

请注意,当输出电压的幅度小于输入电压(降压模式)时,输入电流小于输出电流。对于普通的降压转换器,同样如此。但是,当输出电压大于输入电压(升压模式)时,输入电流大于输出电流。对于普通的升压转换器,同样如此。需要注意的另一点是,IBB 的效率略低于等效的降压或升压转换器,稍后对此进行进一步讨论。平均电感器电流是输入电流和输出电流之和,通过Equation4 计算得出。电感器电流的峰值和谷值通过Equation5 计算得出。Equation5 中的第一项是平均电感器电流,而第二项是电感器纹波电流。峰值和谷值电感器电流会流经 MOSFET 电源开关,因此,它们决定在从降压转换器构建给定 IBB 时该 IBB 可以提供多少输出电流。大多数降压稳压器都有特定的额定最大负载电流。这很方便,因为对于降压转换器而言,负载电流和平均电感器电流是相同的。但是,如Equation4 中所示,IBB 的平均电感器电流始终大于负载电流。因此,在将降压稳压器用作 IBB 时,请选择最大负载电流较大的降压稳压器。

Equation4. GUID-3F605030-4A21-4A3E-A0A1-3A57CBA38ADD-low.gif
Equation5. GUID-15EA9DCD-F3D4-4E78-999A-273FA53C34EB-low.gif

转换器的峰值和/或谷值电流限值决定了最大电感器电流,因此也决定了可提供的最大负载电流。Equation5 可被修改为稍微更易用的形式,并用于帮助选择具有足够电流能力的降压稳压器,以便在给定的 IBB 应用中使用。如果我们选择将电感器电流纹波的典型值 (ΔIL) 设置为输出电流的 30%,则可以使用Equation6 确定给定应用中电感器电流的峰值和谷值。例如,假设我们需要在 2A 的负载电流下将 +12V 电压转换为 –5V 电压。使用 ΔIL = 0.6A 以及 0.85 的效率,通过Equation6,我们得出 IPEAK 为 3.28A,IVALLEY 为 2.68A。LMR33630 等稳压器的峰值电流限值为 3.85(最小值),谷值电流限值为 2.9A(最小值)。我们的峰值和谷值电流小于该器件的峰值和谷值电流限值,因此,该稳压器适用于该应用。LMR14030 等器件仅使用峰值电流限值,其最小规格为 4.5A,因此,该稳压器也是不错的选择。请注意,尽管我们在示例中仅需要使用 2A 的负载电流,但这些稳压器都是“3A”规格。而 “2A”稳压器,比如峰值和谷值电流限值分别为 2.9A(最小值)和 1.95A(最小值)的 LMR33620,将无法正常使用。请注意,对于计算电流而言,最坏的情况是输入电压为最小值时和/或 IBB 升压时。

Equation6. GUID-353899CF-2BA5-46CE-B2F9-1B845FB4F3C9-low.gif