反极性Buck-Boost是什么?为什么输出的是一个负压?

VBsemi微碧半导体 2024-04-13 17:29:18

反极性Buck-Boost是什么?

基础的拓扑电路有Buck、Boost、Buck-Boost。

一般我们将可以生成负压的基本拓扑叫做Buck-Boost,此外也会将实现升降压的其他电路称为Buck-Boost。比如说,Buck和Boost两个电路级联在一起可以实现升降压,也会叫做Buck-Boost。为避免造成理解上的困扰,有时会把前者叫做反极性Buck-Boost。

(基础拓扑)不论是升压还是降压,基本都是以正压为主,但是Buck-Boost中,产生的却是负压。

比如说,输入电压为12V,输出电压为-5V,这是为什么呢?

在反极性Buck-Boost电路中,电源控制器通过控制MOS管的G极电压来实现对开关管的通断。而开关管MOS处于一个反复开关的过程。

降压-升压转换器将输入电压Vin的正直流电压,转换为输出端的负直流电压Vout。

当MOS管Q1闭合导通时,电感L接到电源两端,此时的输入电压Vin,对电感进行充电,电感的电流逐渐上升。

由于导通瞬态时di/dt比较大,这个过程主要有Cin供电,此时Q1相当于短路,电感L两端的电压为Vin(输入电压),输出端Cout依靠自身的放电为RL提供能量。

由于Q1是导通的,所以二极管D1的两端电压分别是Vin和Vout,此时Vout是负值,Vin是正值,D1是反向截止的,也就等同于断开。

当Q1关断时,Vin给输入电容充电。由于电感的电流不能突变,电感通过续流管D1给输出电容Cout以及负载RL供电。

由于电感的电流流向不变,电感给电容充电,同时也为负载RL进行供电。

电流的流向为:负载电阻→肖特基二极管→L1上端。

RL的下端是GND,也就是说电压为0V,RL的电流方向为从下往上,根据电流的流向RL的上端电压Vout比其下端更低,是一个负值。

注意:

当开关管导通时,电感上的电流持续增加达到最大值imax,此时的电感上电流的增加是因为电压作用在电感上进行储能,这个持续的时间就是导通时间。

公式如下:

增长量:Δi

电压:Vin

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