专家讲堂︱从正极生成负电压的几种方法探讨

大多数电源设计人员都知道怎样把较高电压转换到较低电压（降压转换器）或把较低电压转换到较高电压（升压转换器）。但如果要生成不同极性的电压又当如何呢？这类电源设计并不常见，但对各种工业、音频以及 RF 应用来说极为必要，这篇微信将教您如何轻松应对这种挑战！

从正极生成负电压有几种不同方法。您可使用任何类型的隔离转换器（反激、正激等）或升降压转换器。

在使用隔离转换器时，GND 被隔离，设计人员可根据设计需要随意连接负载。在使用非隔离拓扑生成该负电压时，升降压转换器（图 1）最便捷。

图 1：升降压转换器的简单原理图

非隔离拓扑的挑战在于如何在负输出电压和控制信号之间建立关联。可使用放大器或晶体管创建电平转换器，不过还有更低成本、更便捷的方法。您可使用任何通用降压转换器IC，将该IC按一定配置连接起来，就可解决该挑战。

图 2

这种配置的思路是把输出电感器连接至 GND（而非降压转换器中的 VOUT）。控制 IC 上的接地连接可连接至 -VOUT，允许该 IC 随输出电压浮动负电压。在相同的参考电平 –VOUT 端提供该 IC，可轻松连接反馈，实现输出稳压。

在使用这种方法确保控制 IC 与功率级组件免遭损坏时，需要注意一些问题。控制 IC 和功率组件的额定电压应不低于输入与负输出电压之和。此外，功率器件与电感器的额定电流应大于输入或输出。值得一提的是任何降压转换器 IC 都可用于该拓扑：同步、非同步、集成型 FET 或外部 FET。

由于使用这些设计的频率比使用典型降压或升压转换器的频率低，因此它们一直在 PowerLab 上深受亲睐。以下是部分我们最喜欢用于生成不同极性电压的设计方案：

• PMP2768：11 至 15V 输入，9A 电流下为 -3.3V，同步升降压

• PMP3143：10 至 18V 输入，0.5A 电流下为 -15V，同步升降压

• PMP6867：9 至 32V 输入，1.5A 电流下为 -28V，LED 驱动器

• PMP7330：8 至 14V，0.1A 电流下为 -12V，集成型 FET

• PMP8298：8 至 14V，15A 电流下为 -4.35V，大功率同步升降压

总而言之，无需对负电源感到不爽！这些负输出电压电源可通过简单调整普通降压转换器进行处理。

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