由-5V產(chǎn)生1A、3.3V的簡單電路

2005年3月A版

圖1所示的電路，利用脈沖頻率調(diào)制（PFM）結(jié)構(gòu)從-5V電源產(chǎn)生+3.3V輸出，不需要任何外部變壓器。當(dāng)有一個(gè)穩(wěn)定的-5V電源，并且不要求隔離時(shí)，這是一個(gè)非常實(shí)用的電路。開關(guān)模式調(diào)節(jié)器（IC1）采用傳統(tǒng)的升壓電路配置，工作在非自舉模式。利用相關(guān)IC可以實(shí)現(xiàn)+5V到+8.3V的轉(zhuǎn)換，但是，圖1所示連接(GND和AGND連接到-5V，V+連接到系統(tǒng)地)使電路產(chǎn)生了一個(gè)相對(duì)于系統(tǒng)地的3.3V輸出。轉(zhuǎn)換效率在1A負(fù)載下可以達(dá)到90％，對(duì)于小于10mA的輕負(fù)載，效率可以達(dá)到84％(圖2)。
圖3示出輸出電壓(由外部電阻設(shè)定)與負(fù)載電流的關(guān)系曲線。對(duì)于3.3V輸出，當(dāng)負(fù)載電流小于500mA時(shí),負(fù)載變化所引起的輸出電壓變化小于3mV；負(fù)載電流達(dá)到2A范圍時(shí)，3.3V輸出電壓的變化小于3％。通過選擇R1和R2阻值可以調(diào)節(jié)電路輸出：
                   
其中反饋電阻的取值在10k( 和500k( 之間，VREF等于1.5V。
為了保證高轉(zhuǎn)換效率和低輸出紋波，選擇輸入電容C1和輸出電容C4應(yīng)該具有比較小的等效串聯(lián)電阻(ESR)。如圖1所示，C1是一個(gè)具有25m(等效串聯(lián)電阻的100(F OS-CON電容，C4和C5是具有25m(等效串聯(lián)電阻的150(F OS-CON電容。對(duì)于輕負(fù)載應(yīng)用，或者是能夠容忍較大輸出紋波的應(yīng)用，采用容值較小或者等效串聯(lián)電阻較大的電容也是可以接受的。
由于-5V電源端被當(dāng)作IC1的地參考端，該電壓應(yīng)該非常穩(wěn)定。-5V電源端的任何電壓變化都不會(huì)在+3.3V輸出產(chǎn)生幅度變化。
圖1  DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器件MAX1771由-5V產(chǎn)生+3.3V的電路連接圖
圖2  圖1電路的轉(zhuǎn)換效率與負(fù)載電流的關(guān)系曲線圖
圖3  圖1電路的輸出電壓與負(fù)載電流的關(guān)系曲線圖