【導讀】jiyudianganqidekaiguanmoshidianyazhuanhuanshidianlushejirenyuandeyixiangjibenjishu。tashiwomennenggoutongguogaoxiaoqiejincoudedianlushixianjiangyaheshengyatiaojie，erbuhuizaiguochengzhongyinruguoduodefuzaxing。

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我在之前的文章中介紹了降壓和升壓穩壓器
，今天我們將了解另一種基本開關穩壓器拓撲：反相降壓-升壓轉換器。

當我在這種情況下使用“基本”一詞時，我指的是由輸出電容以及一個電感器、一個開關和一個二極管組成的電路。我現在提到這一點是為了解釋為什麼本文僅介紹反相降壓-升壓架構，而不包括四開關降壓-升壓架構。

反相降壓-升壓轉換器的基本布局如下圖 1 所示。該電路接受正輸入電壓並產生負輸出電壓，該電壓可以大於或小於輸入電壓。

   
圖 1.反相降壓-升壓轉換器的通用拓撲。

現在是我在 LTspice 中創建一個實現的時候了。

想在深入研究之前回顧一下基礎知識嗎？閱讀“什麼是開關穩壓器？”

，回顧與 DC-DC 轉換器相關的一般概念。

LTspice電路設計

雖然這次我不會逐步引導您完成原理圖設計過程，但我想簡要評論幾個方麵。

對(dui)於(yu)我(wo)的(de)降(jiang)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)原(yuan)理(li)圖(tu)
，我(wo)采(cai)用(yong)了(le)一(yi)種(zhong)正(zheng)式(shi)方(fang)法(fa)，其(qi)中(zhong)借(jie)助(zhu)公(gong)式(shi)和(he)性(xing)能(neng)規(gui)格(ge)來(lai)確(que)定(ding)元(yuan)件(jian)值(zhi)。對(dui)於(yu)升(sheng)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)
，我(wo)更(geng)多(duo)地(di)研(yan)究(jiu)示(shi)例(li)電(dian)路(lu)，並(bing)優(you)先(xian)考(kao)慮(lv)維(wei)持(chi)合(he)理(li)電(dian)感(gan)器(qi)尺(chi)寸(cun)的(de)實(shi)際(ji)目(mu)標(biao)。

不過
，對於這個降壓-升壓轉換器，我依靠直覺並輔以反複試驗。開關模式電源 (SMPS) 功率級的設計有多種方法。公式和數據表建議是一個很好的起點，但不要害怕嚐試。

請務必仔細檢查您的工作。起初，LTspice 無法成功運行該電路的仿真
，我終意識到電流源指向了錯誤的方向！請記住，反相降壓-升壓電路的V OUT為負，因此負載電流從接地節點向上流動。

我的降壓-升壓原理圖的終版本如圖 2 所示。我們將首先使用它來檢查反相降壓-升壓轉換器的基本操作
，然後進行模擬以進行更詳細的分析。

 
圖 2.在 LTspice 中實現的反相降壓-升壓轉換器。

反相降壓-升壓轉換器的基本操作

與之前的轉換器拓撲一樣
，我們將在兩個不同的操作階段分析降壓-升壓轉換器：當開關傳導電流時（接通狀態），以及當開關阻塞電流時（關斷狀態）。我們將從開啟狀態開始。

開啟狀態

圖 3.接通狀態下流經降壓-升壓轉換器的電流。

圖 3 顯示了開關導通狀態下電流通過電路的路徑： 當開關導通時，電流從輸入電源流經電感器

，然後流至地。

該圖顯示了在接通狀態下流過反相降壓-升壓轉換器的電流。

電感器正在充電——其電流正在上升。同時，負載電流完全由輸出電容器提供，我們假設輸出電容器已經充電至輸出電壓。它向上流動，因為V OUT為負，因此低於地電位。當我們討論關斷狀態時，我們將了解為什麼輸出電容器充電到負電壓。

由於V OUT為負且電感器上端子處的電壓約等於V IN
，因此二極管反向偏置。然而

，由於涉及電壓極性，電流自然會從輸入側流向輸出側。二極管的方向可以防止這種情況發生。

關閉狀態

 
圖 4 顯示了關斷狀態下電流的路徑。

該圖顯示了在關斷狀態下流過反相降壓-升壓轉換器的電流。

圖 4.關斷狀態下流經降壓-升壓轉換器的電流。

dangkaiguandakaishi，dianganqichangshibaochiyizhidedianliu。zhedaozhiqishangduanzichudedianyaxiajiang

，zhidaoerjiguanzhengxiangpianzhi。yidanerjiguandaotong，dianganqijiuchongdangfuzaidianliudenengyuan；它還通過電容器吸取電流
，使得電容器上端子處的電壓必須低於接地電壓。電容器充電至負電壓，V OUT變為負值。

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