Отрицательное напряжение из положительного — инвертор преобразователь напряжения 5 В в -48 В
Высокоэффективный инвертор преобразователь напряжения из положительного в отрицательное. Пo мере роста спроса на сетевое оборудование растет и потребность в источниках питания -48 В, питающих линии связи.
Схема на Рисунке 1, преобразуя 5 В в напряжение -48, отдает в нагрузку мощность 24 Вт. Одной из самых больших проблем является выбор входного напряжения для такой схемы. Хотя сильноточные источники 5 В широко доступны, более низкие входные напряжения обычно означают высокие входные токи и низкий КПД. При относительно простой топологии и входном источнике 5 В схема на Рисунке 1 обеспечивает КПД свыше 85% (Рисунок 2).
Т1 накапливает энергию во время включенного состояния транзистора Q1. Затем энергия передается на два расположенных друг над другом выхода 24 В, с которых снимается напряжение -48 В. С1 заряжается до постоянного напряжения, равного входному напряжению 24 В, в то же время ограничивая всплеск на индуктивности рассеяния T1 и обеспечивая путь для входного тока в то время, когда транзистор Q1 закрыт. Это создает условия для непрерывного протекания входного тока и, таким образом, снижает пульсации тока в выходном конденсаторе.
Небольшие пульсации входного тока, характерные для этой топологии в инверторе преобразователе напряжения, требуют измерения коммутируемого тока, а не входного. Используемый для этой цели трансформатор Т2 не занимает слишком много места на плате (7×8 мм), но позволяет исключить потери 400 мВт на токоизмерительном резисторе. Далее перечислены решения, улучшающие КПД и другие характеристики схемы. Вывод Boost микросхемы LTC1624 обычно питает внутренний выходной драйвер (подключенный к выводу TG) стабилизированным напряжением 5.6 В, но на самом выводе TG напряжение составляет всего 4.2 В при входном напряжении 5 В.
Если обойти внутренний регулятор, соединив выводы Boost и VIN, можно увеличить напряжение затвора Q1, обеспечив выигрыш в КПД более 3.2%. R1 и D1 в случае чрезмерного увеличения входного напряжения ограничивают напряжение на выводе Boost ну уровне ниже 7.8 В. Добавление транзисторов Q2 и Q3 позволяет увеличить КПД еще на 5.5% за счет увеличения скорости переключения и увеличения напряжения затвора с 5 В до 5.3 В.
Это дополнительное напряжение в инверторе преобразователе напряжения возникает из-за избыточного тока эмиттера, когда Q2 выключается после окончания заряда емкости затвора Q1. Транзисторы Q4 и Q5 пропорционально уменьшают выходное напряжение -48 В до напряжения 1.2 В, требуемого входу обратной связи (VFB) для стабилизации выходного напряжения. Частота переключения LTC1624 уменьшается с выходным напряжением, снижая, тем самым, входной ток в условиях короткого замыкания выхода.