工业、通信及个人系统等产品对稳压器或类似芯片的需求不断增加，但大部分开关稳压器的设计除了需要专门的设计技术外，更需增加大量外置式元件才可正常工作。本文介绍lm267x系列稳压器在极性反相转换器设计中的应用技巧。

    national semiconductor公司供稿

    图1所示为极性反相转换器工作原理图。这类转换器在开始工作时先将能量储存在电感器(l)内，后通过二极管(d)将能量传送至输出区。开关一旦启动，二极管便产生反相偏压，电感器电流也随即以线性方式增加。开关一旦关闭，电感器的极性将反过来，以确保开关电流可保持最高的流量。因此，二极管将产生正向偏压，而储存在电感器之内的能量会传送至负载及电容器。由于这类转换器可以升高或降低输入电压，因此，这种集成电路也称为降压/升压转换器。

    设计上的考虑

    图2是采用lm2673芯片的极性反相稳压器的典型配置。请留意负输出已接地，而反馈信号则传送至接地，因此无需额外的电平移位以及将反馈信号加以反相，就可适当调节负极输出。此应用方案也可采用可调型lm2673芯片，办法是将反馈电阻由接地连接至输出电压(vout)(与输出电容器并行连接)。由于这种电路的控制与输出传送函数的零点出现在右半平面，因此一般来说稳定性较差。因此，在输入与负输出之间需要采用另一比输入电容器更小的电容器cc将之连接起来，以确保稳压器环路的稳定工作，100uf或以下的小电容可以发挥器件的性能。

    若输出电流低至100ma以下，稳压器可以采用断续模式工作，这样便无需电容器cc。

    若使用电容器cc，每当供电电压开始输入电路时，电容器充电电流会在输出的起始状态出现正电压尖峰，但一般来说，这个正电压尖峰波幅太小，不会引起任何问题。

    电容器初始状态的充电电流会令电容器等效串联电阻(esr)的电压下降。由于电容器cc及输出电容器可执行分压器的功能，因此电压尖峰的波幅在初始状态由cc及输出电容器的esr数值所决定。输出电容器的esr数值一般均远比补偿电容器的esr为低，因此初期电压尖峰波幅很小，一般只有500mv。若传感器直流电阻高至2v以上，而启动电流在初始状态也很高，尖峰也将较高。二极管d2将正输出电压尖峰钳位在某一电平内，以肖特基二极管为例，电压大约可定在300mv内。大部份情况均无需钳位，也无需采用d2。

    选择适用的元件

    以下列出所选的电路元件及其详细计算结果。均以连续模式工作为基准计算。

    占空比的计算如下：

    |vout|+vd

    d= ----------------------

    vin+|vout|+vd-vsw

    在上述方程式之中：vd=二极管正向电压；

    vsw=晶体管导通电压；

    vsw=iswmax*rds(on)；传感器平均电流为：

    iout

    il = -------

    1 - d

    采用不同方法可以计算出所需的电感量。较佳方法是将电感器纹波电流(△il)选定在传感器平均电流(il)的20%与30%之间。这样稳压器可在连续模式下工作，此设计的负载瞬态响应较好，输出纹波电压也较理想。

    因此，峰至峰电感器纹波电流(△il)选定为：△il=0.2至0.3*il，所需电感为：

    vin*d

    l= --------

    f-△il

    电感器的额定rms电流应等于或超过最高开关电流(isw max)，以免电感饱和。此外，电感器的额定伏秒值至少应为：e*t= vin/d*f

    集成电路的额定参数计算

    直流/直流转换器的额定功率必须支持最高电流及电压。

    开关电流峰值为：

    isw max=il+ △il/2

    由于芯片的接地连接输出，芯片的额定最高输入电压必须支持标称输入电压及输出电压。

    芯片的额定最高开关电压及输入电压为：vsw max=vin+|vout|，功耗为：pd=vin*iq+(isw