设计成功的反向降压-升压转换器布局

LM5017产品系列等降压转换器或稳压电源电子器件（IC）可以从正VIN造成负VOUT在DC/DC转换器行业是基本常识。乍一看，应用降压稳压电源IC的反向降压-升压转换器的电路原理图与降压转换器十分相似（图1a和1c）。可是2个电源电路也具有巨大差别，不论是在电流和电流多少，转换电流流动性或是在空间布局上。

在之前的帖子中，我探讨了VIN范畴、VOUT范围和可以用导出电流IOUT较高值的差别。合理布局的差别源于反向降压-升压转换器和降压逆变电路的转换电流流动性方向的差别——尽管尤为重要——不易了解。

图1展示了降压转换器和反向降压-升压转换器电源开关并流的差别。在降压转换器（图1a和1b）中，键入回路——包含键入电容器CIN、高侧电源开关QH和同歩电子整流器QL，传输高di / dt的转换电流。导出回路，包含同歩电子整流器QL、电感L1和导出电容器Cout，具备相对性持续的电流。因而，尽管提升键入电流回路地区尤为重要，可是比不上提升导出电流回路地区关键。

图1：降压转换器（a和b）与反向降压-升压转换器（c和d）中的转换电流

反向降压-升压转换器中的插入和导出电流回路与降压转换器（图1c和1d）的组成原素同样。键入回路中元器件包含键入电容器CIN、操纵FET QH和同歩电子整流器QL。导出电流回路中元器件包含同歩电子整流器QL、滤波电感器L1及导出电容器COUT。但是，在反向降压-升压转换器中，键入和导出电流回路都是有高di/dt转换电流，由于在转换子间距中间，滤波电感器从CIN转换至COUT。

由于降压和反向电路原理图的相似度，转换电流途径的差别常常被忽略，而且很多反向降压-升压设计方案和布置与降压转换器同样，仅提升键入电流回路中的小一部分回路地区。降压到反向降压-升压的变换经常被作为再次联接VOUT和接地装置管脚。可是，这类办法没有充分考虑简易的降压和反向降压-升压转换器不一样的电流（应用同样的稳压电源IC），会致使这种问题：

图1c和1d所显示的转换电流途径会发生很大的生存电感器，在转换连接点上造成更高一些的顶峰，造成下列不良影响：

电源开关电流穿过非提升电流回路造成更多的干扰信号（EMI）和噪音。

在反向降压-升压配备中，MOSFET的顶峰工作电压在|VIN VOUT|电压以上。

根据导出电容器的转换电流比降压转换器中一样的电感电流具备更多的方均根（RMS）（发热量）值。导出电容器的时断时续电流还会继续造成更多的导出谐波失真。因而，在挑选电容器的历程中，设计方案工作人员务必充分考虑这种高谐波失真电流，以达到VOUT谐波失真和IRMS额定值电流的规定。图2较为了降压和反向降压-升压转换器导出电容器的谐波失真电流。

图2：降压转换器（a和b）导出滤波电容器的谐波失真电流不大，由于电感一直与导出连接点联接。

因为穿过导出电容器电流的不连续性，反向降压-升压转换器（c和d）导出滤波电容器的谐波失真电流要高得多。

图3表明怎样提升反向降压-升压输出功率级，以建立更低的di/dt键入和导出回路。图4得出了应用100V同歩降压稳压电源LM5017的反向降压-升压输出功率级合理布局实例。

图 3：提升输出功率级元器件，减少转换电流回路地区（a），确定电流回路（b）减少电流回路

图4：选用LM5017同歩降压稳压电源的反向降压-升压转换器合理布局实例

结果

设计师常常应用降压稳压电源来建立反向降压-升压稳压电源。可是，降压和反向降压-升压电源电路中间的转换电流存有关键的差别。尤其是，设计师应留意导出电容的选取和转换电流回路的合理布局，以达到较佳的稳定性和噪音特性。