构成大功率反相-5V电源的降压型稳压器的设计

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　　将降压型开关转换器IC配置成反相器，便可获得一个高效大功率-5V电源，其输出电流在输入电压为12V时高达4.5A，在输入电压为5V时为3.2A（图1）。

　　图1，只要把这一大功率直流/直流降压型变换器接成反相器，你就可以在输入电压为12V时获得4.5A的输出电流和-5V输出电压，或者在输入电压为5V时获得3.2A的输出电流和-5V输出电压。

　　常见的反相电源用一个p沟道MOSFET进行开关切换（图2）。这种电路配置在输出电流很小时能运转正常，但在输出电流超过2A左右时，其使用受到限制，这要视输入、输出电压电平和你使用的MOSFET而定。如果将一个标准降压电路与图1所示电路进行比较，你就会看到，图1所示变换器的“输出端”是接地的，而原来的接地端变成为-5V输出端（图3）。因为n沟道MOSFET的导通电阻比同规格p沟道器件小，所以，采用n沟道MOSFET的电源一般能以较高的效率输出较大的电流。然而，要使n沟道器件导通，就要求栅极电压比源极电压，亦即电源电压高大约4V。

　　只要将大功率降压变换器IC1重新配置成反相器，利用一种全n沟道器件设计，就可实现大电流输出和高效率。当输入电压为12.35V，输出电压为-5.02V，负载电流为4.7A时该电路的效率为90%；当输入电压为4.56V，输出电压为-5.02V，负载电流为3.3A时，该电路的效率则为84%。只要改变R1和R2的阻值，就可方便地满足-5.2V设备的要求。（电路输出-5.2V电压会使最大输出电流有所降低。）输入纹波电压和输出纹波电压都直接与输入电容和输出电容的ESR（等效串联阻抗）有关，因此应精心选择这两种电容。同所有的直流/直流变换器一样，电路的布局是极其重要的。你可能会考虑使用Maxim公司的MAX1636评估套件（www.masim-ic.com）。这一套件包括一块布局优化的小型电路板以及MAX1636工作所需的所有元件。因为电路板的布局与图1电路所需的布局近似，所以这一套可以作为本设计实例的一个初步布局指南。

作者:Bruce Denmark,Maxim Integrated Products ,Sunnyval,CA