【導讀】反相轉(zhuǎn)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(zhuǎn)拓撲對于為負載供電非常有用，與系統(tǒng)接地的極性無關(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實現(xiàn)反相拓撲。
反相轉(zhuǎn)換器的基礎(chǔ)知識
反相轉(zhuǎn)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(zhuǎn)拓撲對于為負載供電非常有用，與系統(tǒng)接地的極性無關(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實現(xiàn)反相拓撲。然而，由于它適用的應(yīng)用范圍較窄，因此與其他基本 DC/DC 轉(zhuǎn)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景，采用同步降壓或同步升壓器件[3]。
反相轉(zhuǎn)換器的實現(xiàn)可以通過多種方式實現(xiàn)。可以通過負參考來實現(xiàn)，即使用任何降壓器件將正電壓轉(zhuǎn)變?yōu)樨撾妷骸Ｒ部梢酝ㄟ^正參考，利用任何升壓裝置將負電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檎妷篬4]。反相轉(zhuǎn)換器拓撲的具體類型之一是反相降壓-升壓轉(zhuǎn)換器。圖 1 顯示了降壓拓撲、升壓拓撲和極性反轉(zhuǎn)降壓-升壓拓撲。眾所周知，它是一種簡單且低成本的極性反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器，具有很少的功率級組件。它具有元件數(shù)量少、開發(fā)復(fù)雜度低的優(yōu)點，并且可以使用標準的高邊調(diào)節(jié)器集成芯片來實現(xiàn)。這些也是用于降壓轉(zhuǎn)換器的。
圖 1. 降壓拓撲、升壓拓撲和極性反相降壓-升壓開關(guān)轉(zhuǎn)換器的電路圖。EETech 的形象財產(chǎn)
眾所周知，通過利用真正的反激式拓撲來反轉(zhuǎn)輸入電壓的方向，并且與傳統(tǒng)的反激式轉(zhuǎn)換器拓撲類似，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關(guān)節(jié)點，因此被稱為反激電壓，因此，半導體開關(guān)上的電壓應(yīng)力是輸入和輸出電壓的總和。控制器以負輸入或輸出為參考；因此，它必須承受輸入和輸出電壓的總和。
降壓-升壓轉(zhuǎn)換器工作原理
極性反相降壓-升壓轉(zhuǎn)換器是一種基本的功率轉(zhuǎn)換拓撲。它是使用有源開關(guān)（通常是 MOSFET）、無源開關(guān)（通常是二極管）和電感器來實現(xiàn)的 [1]。
圖 2. 說明反相降壓-升壓轉(zhuǎn)換器工作原理的電路圖。EETech 的形象財產(chǎn)
圖 2 說明了反相降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的工作原理。當開關(guān)導通時（稱為導通時間），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、開關(guān)管關(guān)斷時（稱為關(guān)斷時間），電感電壓翻轉(zhuǎn)，導致整流器導通。這會導致輸出端出現(xiàn)負電壓。導通期間流動的電流通常稱為磁化電流，而關(guān)斷期間流動的電流稱為反激電流。導通期間存儲在電感器中的能量用于驅(qū)動反激電流 [5]。
該拓撲的傳遞函數(shù)可以表示為 Vout = ?Vin。 (噸/噸f )
接通時間與關(guān)斷時間之比稱為占空比，用 D 表示。
要點
反相開關(guān)轉(zhuǎn)換器是一種能夠提供負電壓的DC/DC轉(zhuǎn)換器。
反相拓撲通常使用單個電感器，不需要任何耦合電容器。
極性反相降壓-升壓轉(zhuǎn)換器是一種簡單且低成本的極性反相轉(zhuǎn)換器，功率級元件很少。
反相降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的傳遞函數(shù)可以表示為 V out = -V in。（T開/T關(guān)）。
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