【導讀】反相轉換器的主要目的是在輸出端提供負電壓。除了此功能之外，極性反轉拓撲對于為負載供電非常有用，與系統接地的極性無(wú)關(guān)，但由可能高于或低于輸出電壓的輸入電壓供電[1]。反相拓撲通常使用單個(gè)電感器，不需要任何耦合電容器 [2]。這導致使用更少的組件來(lái)實(shí)現反相拓撲。
反相轉換器的基礎知識
反相轉換器的主要目的是在輸出端提供負電壓。除了此功能之外，極性反轉拓撲對于為負載供電非常有用，與系統接地的極性無(wú)關(guān)，但由可能高于或低于輸出電壓的輸入電壓供電[1]。反相拓撲通常使用單個(gè)電感器，不需要任何耦合電容器 [2]。這導致使用更少的組件來(lái)實(shí)現反相拓撲。然而，由于它適用的應用范圍較窄，因此與其他基本 DC/DC 轉換器拓撲相比，它的使用頻率較低。對于處理較大整流器電流的場(chǎng)景，采用同步降壓或同步升壓器件[3]。
反相轉換器的實(shí)現可以通過(guò)多種方式實(shí)現?？梢酝ㄟ^(guò)負參考來(lái)實(shí)現，即使用任何降壓器件將正電壓轉變?yōu)樨撾妷?。也可以通過(guò)正參考，利用任何升壓裝置將負電壓轉變?yōu)檎妷篬4]。反相轉換器拓撲的具體類(lèi)型之一是反相降壓-升壓轉換器。圖 1 顯示了降壓拓撲、升壓拓撲和極性反轉降壓-升壓拓撲。眾所周知，它是一種簡(jiǎn)單且低成本的極性反轉轉換器，具有很少的功率級組件。它具有元件數量少、開(kāi)發(fā)復雜度低的優(yōu)點(diǎn)，并且可以使用標準的高邊調節器集成芯片來(lái)實(shí)現。這些也是用于降壓轉換器的。
圖 1. 降壓拓撲、升壓拓撲和極性反相降壓-升壓開(kāi)關(guān)轉換器的電路圖。EETech 的形象財產(chǎn)
眾所周知，通過(guò)利用真正的反激式拓撲來(lái)反轉輸入電壓的方向，并且與傳統的反激式轉換器拓撲類(lèi)似，因為它具有 1:1 的繞組比。電流在輸入和輸出處都是脈沖電流。由于輸出電壓飛回開(kāi)關(guān)節點(diǎn)，因此被稱(chēng)為反激電壓，因此，半導體開(kāi)關(guān)上的電壓應力是輸入和輸出電壓的總和?？刂破饕载撦斎牖蜉敵鰹閰⒖?；因此，它必須承受輸入和輸出電壓的總和。
降壓-升壓轉換器工作原理
極性反相降壓-升壓轉換器是一種基本的功率轉換拓撲。它是使用有源開(kāi)關(guān)（通常是 MOSFET）、無(wú)源開(kāi)關(guān)（通常是二極管）和電感器來(lái)實(shí)現的 [1]。
圖 2. 說(shuō)明反相降壓-升壓轉換器工作原理的電路圖。EETech 的形象財產(chǎn)
圖 2 說(shuō)明了反相降壓-升壓轉換器的工作原理。當開(kāi)關(guān)導通時(shí)（稱(chēng)為導通時(shí)間），電感器兩端存在輸入電壓，迫使電流流向地面。在這種情況下，能量存儲在氣隙中。當二極管導通、開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)（稱(chēng)為關(guān)斷時(shí)間），電感電壓翻轉，導致整流器導通。這會(huì )導致輸出端出現負電壓。導通期間流動(dòng)的電流通常稱(chēng)為磁化電流，而關(guān)斷期間流動(dòng)的電流稱(chēng)為反激電流。導通期間存儲在電感器中的能量用于驅動(dòng)反激電流 [5]。
該拓撲的傳遞函數可以表示為 Vout = ?Vin。 (噸/噸f )
接通時(shí)間與關(guān)斷時(shí)間之比稱(chēng)為占空比，用 D 表示。
要點(diǎn)
反相開(kāi)關(guān)轉換器是一種能夠提供負電壓的DC/DC轉換器。
反相拓撲通常使用單個(gè)電感器，不需要任何耦合電容器。
極性反相降壓-升壓轉換器是一種簡(jiǎn)單且低成本的極性反相轉換器，功率級元件很少。
反相降壓-升壓轉換器的傳遞函數可以表示為 V out = -V in。（T開(kāi)/T關(guān)）。
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