Инвертирующие повышающе-понижающие схемы обычно используются для получения отрицательных напряжений питания из положительных. При этом очень важно, чтобы отрицательное напряжение формировалось правильно. Однако если источник питания управляется или контролируется основной схемой приложения, могут потребоваться дополнительные схемы сдвига уровня. Он привязан к земле, в то время как вывод GND инвертирующей повышающе-понижающей силовой схемы подключен к создаваемому отрицательному напряжению.
Введение
Величина отрицательного напряжения, вырабатываемого инвертирующими повышающе-понижающими схемами, может быть выше или ниже величины имеющегося положительного напряжения. Например, из +12 В можно получить –8 В или даже –14 В. При проектировании повышающе-понижающего преобразователя на основе микросхемы импульсного регулятора могут потребоваться линии передачи управляющих сигналов. В этом случае разработчикам необходимо помнить о соответствующем смещении уровней, чтобы можно было использовать сигналы синхронизации и разрешения.
Что следует учитывать при проектировании схем сдвига уровня
Инвертирующая топология понижающе-повышающего преобразователя является одной из основных топологий импульсных регуляторов, требующей всего одного дросселя, двух конденсаторов и двух MOSFET в качестве коммутаторов. Коммутаторами можно управлять с помощью любого понижающего регулятора или контроллера. Это значит, что выбор подходящих элементов для построения импульсного регулятора достаточно велик. На Рисунке 1 показана инвертирующая схема со всеми необходимыми компонентами.
 |
|
| Рисунок 1. | Инвертирующая повышающе-понижающая схема для получения отрицательного напряжения с помощью понижающего импульсного регулятора. |
На Рисунке 2 показана повышающе-понижающая схема с понижающим регулятором ADP2386. Если для инвертирующей схемы используется микросхема понижающего регулятора, то ее земляной вывод находится под потенциалом вырабатываемого отрицательного напряжения. Вывод регулятора с его исходным выходным напряжением подключается к земле системы. Понижающий регулятор в инвертирующей топологии своей собственной землей привязан к установленному отрицательному напряжению, поскольку выходное напряжение подключено к системной земле. Опорная земля микросхемы (вывод GND на Рисунке 2) не подключена к системной земле. Поэтому две земли находятся под разными потенциалами. Земля микросхемы импульсного регулятора становится шиной создаваемого отрицательного напряжения. Все выводы микросхемы импульсного регулятора теперь привязаны к вырабатываемому отрицательному напряжению, а не к земле системы. В результате линии передачи сигналов от системы к микросхеме и наоборот требуют смещения уровней, чтобы обеспечить безопасный обмен сигналами и исключить возможность повреждения. Обычно это такие сигналы, как SYNC, PGOOD, TRACKING, MODE, EN, UVLO и RESET.
 |
|
| Рисунок 2. | Внешняя схема сдвига уровня для синхронизации микросхемы импульсного регулятора системными тактовыми импульсами. |
На Рисунке 2 показана возможная схема сдвига уровня с двумя биполярными транзисторами и семью резисторами (синего цвета) для одного сигнала. Эта схема требует определенного пространства и усложняет конструкцию, а также увеличивает ее стоимость. Такой сдвиг уровня должен быть реализован отдельно для каждого из ранее упомянутых сигналов. Это особенно сложно, когда для управления микросхемой импульсного регулятора используется цифровая шина, такая, например, как шина управления питанием PMBus. В этом случае все соединения шины должны быть обеспечены сдвигом уровня или гальванической развязкой.
Одним из способов уйти от этих внешних цепей является использование микросхемы импульсного регулятора, специально разработанной для инвертирования напряжений. Analog Devices предлагает семейство микросхем импульсных регуляторов, которые являются разновидностями понижающих регуляторов. Они предназначены для обеспечения простой связи между системой, то есть всей электронной схемой, и микросхемой инвертирующего регулятора. Внешние цепи смещения уровней, показанные на Рисунке 2, не требуются.
На Рисунке 3 показана микросхема импульсного регулятора MAX17579, которая вырабатывает отрицательное напряжение из положительного. Как видно из этого рисунка, схема намного компактнее, чем на Рисунке 2.
 |
|
| Рисунок 3. | MAX17579 спроектирована как инвертирующий повышающе-понижающий стабилизатор с уже интегрированными цепями смещения уровня. |
Купить ADP2386 на РадиоЛоцман.Цены
