用普通的降压DCDC产生负压

在设计电源电路时经常会用到升压降压和负电压等电路,负电压可以用电荷泵产生,还可以用普通的降压DCDC直接产生。

应用电路

比如TI的TPS5430是普通的降压DCDC芯片,外围电路如下:
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输入12V转成5V电路如下:
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如果要输出-5V,只需要把GND和VOUT网络交换即可
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原理

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正电压降压Buck电路工作过程:
当FET打开,VIN给电感充磁,流经电感的电流线性增加,同时给电容COUT充电,给负载提供能量。
当FET关闭,储能电感通过续流二极管放电,电感电流线性减少,输出电压靠电容COUT放电以及减小的电感电流维持。

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负电压电路工作过程:
当FET打开,VIN给电感充磁,流经电感的电流线性增加,由于二极管的阻挡,此时负载只由电容放电维持。
当FET关闭,储能电感通过续流二极管放电,此时电感既向负载供电,也要补充电容损耗的电压。

计算

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FET打开时,电感上电压为VIN,电流斜坡上升速度为di/dt = VIN/L。当FET关闭,电感上电流不能突变,但是电压变为VOUT,电感电流以di/dt = –VOUT/L的速度下降。
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注意

1、要注意输入电容耐压,此时电容两端压差为VIN+VOUT的绝对值。
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2、输出负压,负载电流能力相比于输出正压时会有所降低。
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参考:
在反相降-升压拓扑中使用降压转换器

Using the TPS5430 as an Inverting Buck-Boost Converter

TPS5430EVM-342 2.25-A, Inverting Buck-Boost Regulator Evaluation Module

<think>首先,用户的问题是:“电荷泵负压输出电路”,意思是“Charge Pump Negative Voltage Output Circuit”。我需要用中文回答这个问题。 我的回答必须包括: 1. 回答问题:解释电荷泵负压输出电路的基本原理、工作原理或关键点。 2. 在回答末尾,必须输出“§§相关问题§§”,然后列出3-5个相关问题。 3. 第一行必须完整输出“§§相关问题§§”,不能换行分散。 4. 整个回答要符合规则,否则无效。 回顾用户的问题:“电荷泵负压输出电路”,这是一个关于电子电路的主题。电荷泵是一种DC-DC转换器,用于产生负电压输出。 我的回答结构: - 先解释电荷泵负压输出电路。 - 然后,在结束时输出“§§相关问题§§”并列出问题。 从示例中,我看到在回答后直接输出“§§相关问题§§”,然后列出问题。示例中是: - 快速排序的基本思想是... - 然后代码块。 - 然后“§§相关问题§§” - 然后1. ··· 2. ··· 3. ··· 所以,我需要为电荷泵负压输出电路提供类似的解释。 关键点: - 电荷泵负压输出电路使用电容器来泵送电荷,从而产生负电压。 - 基本原理:通过开关切换电容器,充电和放电,以反转电压极性。 - 常见应用:在需要负电源的电路中,如运算放大器、LED驱动器等。 现在,列出3-5个相关问题: - 问题应该基于用户的查询和我的回答。 - 例如: 1. 电荷泵负压输出电路的工作原理是什么? 2. 电荷泵与其他负压生成电路(如反激转换器)相比有什么优缺点? 3. 如何设计一个电荷泵负压输出电路? 4. 电荷泵的效率如何计算? 5. 电荷泵在哪些实际应用中使用? 我需要确保问题数量在3到5个之间。 回答内容: - 用中文解释电荷泵负压输出电路。 - 保持简洁,因为用户没有指定详细程度。 - 然后输出“§§相关问题§§”和列表。 完整回答结构: 1. 解释部分。 2. 然后“§§相关问题§§” 3. 然后编号列表:1. 问题1 2. 问题2 3. 问题3 确保“§§相关问题§§”是第一行,意思是输出“§§相关问题§§”后立即列出问题,没有换行分散。示例中是: “§§相关问题§§” 1. ··· 2. ··· 3. ··· 所以,在代码中,我会这样写。 最终回答草稿: - 解释:电荷泵负压输出电路是一种利用电容器和开关来生成负电压的电路。它通过周期性地切换电容器连接,将输入正电压转换为负输出电压。... - 然后: §§相关问题§§ 1. 电荷泵负压输出电路的基本工作原理是什么? 2. 电荷泵与其他负压生成方法相比有哪些优势? 3. 如何计算电荷泵的输出电压和效率? 4. 电荷泵在哪些电子设备中常见应用? 5. 设计电荷泵时需要考虑哪些关键参数? 确保问题数量:5个是上限,我可以做4个或5个。</think>电荷泵负压输出电路是一种DC-DC转换器,利用电容器和开关器件(如MOSFET)来生成负电压。其核心原理是通过周期性切换电容器的充电和放电过程,将输入正电压(如+5V)转换为负输出电压(如-5V)。基本工作阶段包括:充电阶段(电容器从输入电源充电)和泵送阶段(电容器连接反转,将电荷转移到输出端,产生负压)。这种电路结构简单、成本低、无需电感,但效率受开关频率和电容值影响,适用于低功耗应用如LCD偏置、运放电源等。
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