【導讀】反相轉換器的主要目的是在輸出端提供負電壓。除了此功能之外，極性反轉拓撲對于為負載供電非常有用，與系統接地的極性無關，但由可能高于或低于輸出電壓的輸入電壓供電[1]。反相拓撲通常使用單個電感器，不需要任何耦合電容器 [2]。這導致使用更少的組件來實現反相拓撲。
反相轉換器的基礎知識
反相轉換器的主要目的是在輸出端提供負電壓。除了此功能之外，極性反轉拓撲對于為負載供電非常有用，與系統接地的極性無關，但由可能高于或低于輸出電壓的輸入電壓供電[1]。反相拓撲通常使用單個電感器，不需要任何耦合電容器 [2]。這導致使用更少的組件來實現反相拓撲。然而，由于它適用的應用范圍較窄，因此與其他基本 DC/DC 轉換器拓撲相比，它的使用頻率較低。對于處理較大整流器電流的場景，采用同步降壓或同步升壓器件[3]。
反相轉換器的實現可以通過多種方式實現。可以通過負參考來實現，即使用任何降壓器件將正電壓轉變為負電壓。也可以通過正參考，利用任何升壓裝置將負電壓轉變為正電壓[4]。反相轉換器拓撲的具體類型之一是反相降壓-升壓轉換器。圖 1 顯示了降壓拓撲、升壓拓撲和極性反轉降壓-升壓拓撲。眾所周知，它是一種簡單且低成本的極性反轉轉換器，具有很少的功率級組件。它具有元件數量少、開發復雜度低的優點，并且可以使用標準的高邊調節器集成芯片來實現。這些也是用于降壓轉換器的。
圖 1. 降壓拓撲、升壓拓撲和極性反相降壓-升壓開關轉換器的電路圖。EETech 的形象財產
眾所周知，通過利用真正的反激式拓撲來反轉輸入電壓的方向，并且與傳統的反激式轉換器拓撲類似，因為它具有 1:1 的繞組比。電流在輸入和輸出處都是脈沖電流。由于輸出電壓飛回開關節點，因此被稱為反激電壓，因此，半導體開關上的電壓應力是輸入和輸出電壓的總和。控制器以負輸入或輸出為參考；因此，它必須承受輸入和輸出電壓的總和。
降壓-升壓轉換器工作原理
極性反相降壓-升壓轉換器是一種基本的功率轉換拓撲。它是使用有源開關（通常是 MOSFET）、無源開關（通常是二極管）和電感器來實現的 [1]。
圖 2. 說明反相降壓-升壓轉換器工作原理的電路圖。EETech 的形象財產
圖 2 說明了反相降壓-升壓轉換器的工作原理。當開關導通時（稱為導通時間），電感器兩端存在輸入電壓，迫使電流流向地面。在這種情況下，能量存儲在氣隙中。當二極管導通、開關管關斷時（稱為關斷時間），電感電壓翻轉，導致整流器導通。這會導致輸出端出現負電壓。導通期間流動的電流通常稱為磁化電流，而關斷期間流動的電流稱為反激電流。導通期間存儲在電感器中的能量用于驅動反激電流 [5]。
該拓撲的傳遞函數可以表示為 Vout = ?Vin。 (噸/噸f )
接通時間與關斷時間之比稱為占空比，用 D 表示。
要點
反相開關轉換器是一種能夠提供負電壓的DC/DC轉換器。
反相拓撲通常使用單個電感器，不需要任何耦合電容器。
極性反相降壓-升壓轉換器是一種簡單且低成本的極性反相轉換器，功率級元件很少。
反相降壓-升壓轉換器的傳遞函數可以表示為 V out = -V in。（T開/T關）。
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