構(gòu)成大功率反相-5V電源的降壓型穩(wěn)壓器的設(shè)計(jì)

將降壓型開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器IC配置成反相器，便可獲得一個(gè)高效大功率-5V電源，其輸出電流在輸入電壓為12V時(shí)高達(dá)4.5A，在輸入電壓為5V時(shí)為3.2A(圖1)。

圖1，只要把這一大功率直流/直流降壓型變換器接成反相器，你就可以在輸入電壓為12V時(shí)獲得4.5A的輸出電流和-5V輸出電壓，或者在輸入電壓為5V時(shí)獲得3.2A的輸出電流和-5V輸出電壓。

常見(jiàn)的反相電源用一個(gè)p溝道MOSFET進(jìn)行開(kāi)關(guān)切換(圖2)。這種電路配置在輸出電流很小時(shí)能運(yùn)轉(zhuǎn)正常，但在輸出電流超過(guò)2A左右時(shí)，其使用受到限制，這要視輸入、輸出電壓電平和你使用的MOSFET而定。如果將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)降壓電路與圖1所示電路進(jìn)行比較，你就會(huì)看到，圖1所示變換器的“輸出端”是接地的，而原來(lái)的接地端變成為-5V輸出端(圖3)。因?yàn)閚溝道MOSFET的導(dǎo)通電阻比同規(guī)格p溝道器件小，所以，采用n溝道MOSFET的電源一般能以較高的效率輸出較大的電流。然而，要使n溝道器件導(dǎo)通，就要求柵極電壓比源極電壓，亦即電源電壓高大約4V。

只要將大功率降壓變換器IC1重新配置成反相器，利用一種全n溝道器件設(shè)計(jì)，就可實(shí)現(xiàn)大電流輸出和高效率。當(dāng)輸入電壓為12.35V，輸出電壓為-5.02V，負(fù)載電流為4.7A時(shí)該電路的效率為90%;當(dāng)輸入電壓為4.56V，輸出電壓為-5.02V，負(fù)載電流為3.3A時(shí)，該電路的效率則為84%。只要改變R1和R2的阻值，就可方便地滿足-5.2V設(shè)備的要求。(電路輸出-5.2V電壓會(huì)使最大輸出電流有所降低。)輸入紋波電壓和輸出紋波電壓都直接與輸入電容和輸出電容的ESR(等效串聯(lián)阻抗)有關(guān)，因此應(yīng)精心選擇這兩種電容。同所有的直流/直流變換器一樣，電路的布局是極其重要的。你可能會(huì)考慮使用Maxim公司的MAX1636評(píng)估套件(www.masim-ic.com)。這一套件包括一塊布局優(yōu)化的小型電路板以及MAX1636工作所需的所有元件。因?yàn)殡娐钒宓牟季峙c圖1電路所需的布局近似，所以這一套可以作為本設(shè)計(jì)實(shí)例的一個(gè)初步布局指南。