降压稳压器采用高功率负相-5V电源

描述

将降压型开关转换器IC配置为逆变器可产生高效、高功率、-5V电源,能够输出高达4.5A (12V输入)或3.2A (5V输入)的电流。可以修改电路以提供其他电压电平。

介绍

将降压型开关转换器 IC 配置为逆变器(图 1)可产生高效、高功率 -5V 电源,能够输出高达 4.5A(12V 输入)或 3.2A(5V 输入)的电流。随着元件值的变化,电路可以提供其他电压。

转换器

图1.将此高功率DC-DC降压转换器配置为逆变器,可从12V输入产生4.5A/-5V电流,或从5V输入产生3.2A/-5V电流。

传统的反相电源使用 p 沟道 MOSFET 进行开关(图 2)。这种配置在较低电流下效果很好,但在 2A 左右以上使用有限,具体取决于输入和输出电压电平以及所使用的 p 沟道 MOSFET。将标准降压电路(图3)与图1进行比较,可以看到图1中的转换器“输出”接地,(过去)地变为-5V输出。

转换器

图2.这种传统的反相电源使用效率较低的p沟道MOSFET。

转换器

图3.图1中的U1通常用作高功率降压转换器。

由于 n 沟道 MOSFET 的导通电阻通常低于同类 p 沟道器件的导通电阻,因此具有 n 沟道 MOSFET 的电源通常以更高的效率提供更多电流。然而,要导通,n沟道MOSFET需要比其源极(通常是电源电压)高约4V的栅极电压。几种高功率降压转换器包括用于产生高栅极电压的小电荷泵(与图1中的D2和C10相当)。

图1电路通过将高功率降压转换器(U1)重新配置为逆变器,以利用其全n沟道MOSFET设计,实现了高输出电流和高效率。12.35V 输入、-5.02V 输出和 4.7A 负载时效率为 90%,4.56V 输入、-5.02V 输出和 3.3A 负载时效率为 84%。通过更改R2和/或R3的值,可以轻松适应-5.2V应用。(在-5.2V工作会对最大输出电流产生很小的损失。

输入和输出纹波电压与输入和输出电容器的等效串联电阻(ESR)直接相关,因此应仔细选择这些电容器。电路布局也非常重要(与所有DC-DC转换器一样)。Maxim评估板(MAX1636EVKit)包括一块布局优化的小型电路板和MAX1636工作所需的所有元件。由于EVKit的布局与图1中的布局相似,因此可以作为该设计思路的粗略布局指南。

审核编辑:郭婷

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