【导读】不变的电源电压是电路设计的焦点。电源转换器作为实现这一方针的焦点器件，其拓扑布局的选择往往与详细电压需求慎密相干——降压与升压转换器已经于各范畴形成成熟运用，成为电路设计中的基础配置。然而，当运用场景延长至需要正负电压切换的范畴，如传感器旌旗灯号处置惩罚、MOSFET栅极节制和电信体系供电时，传统拓扑便难以满意需求。本文梳理了从正电压天生负电压、从负电压天生正电压的实现方案，为从事电路设计与电源开发的技能职员提供了技能参考。

电源转换器经常使用在从现有电压轨为电路天生不变的电源电压。于年夜大都运用中，电压经由过程降压转换开关稳压器降低。但有时辰，电压需要升高，而这凡是使用升压型转换器实现。降压及升压这两种拓扑布局运用在很多范畴。

然而，有时电压需要反相。于年夜大都环境下，需要将正电源电压转换为负电压。这是为了给旌旗灯号路径中的传感器供电，使其可以或许处置惩罚具备正负电压偏转的旌旗灯号。例如，+5V及-5V用作运算放年夜器的电源，以处置惩罚旌旗灯号电压。某些运用需要负电压来安全关断MOSFET的栅极。要从现有正电压孕育发生负电压，图1所示的反相拓扑是适合的方案。此中，正电压被转换为负电压。这类电路布局简朴，不需要变压器，可以使用尺度降压型开关稳压器IC构建。降压型稳压器的输出电压毗连至体系接地端，GND引脚电压孕育发生负电压，该负电压可经由过程电阻分压器Rfb1及Rfb2举行调治。

图1.从正电压孕育发生负电压的开关电源转换器

除了了这类运用以外，有时还有需要将负电压转换为正电压。一种常见运用是于电信范畴，此中必需将-48 V转换为+48 V。此外，于工业范畴也有运用。针对于这一需求，确凿存于一种不需要变压器的高效解决方案。图2展示了一种反相升压转换器，它能从负电压孕育发生正电压。它需要的不是降压型稳压器，而是升压型稳压器IC。电源电平必需以适量的方式设计，使患上开关的响应体二极管沿准确的标的目的导通。

图2.从负电压孕育发生正电压的开关电源转换器

为了高效地将负电压转换为正电压并实现多种特征，需要分外的元器件。例如，差别的设置引脚需要电平转换，以实现软启动或者时钟同步等功效。这些引脚上答应的电压规模取决在开关稳压器IC的GND引脚，即负输入电压。

图3.LTC7899电路的LTspice电路图

为了于较高功率下也能实现平稳的切换，可使用专用开关稳压器IC来有用完成从负电压到正电压的转换。LTC7899就是如许的IC。它是一款开关电源升压转换器节制器，专为将负电压转换为正电压而设计。它利用外部开关，并且同步事情，并于输入及输出之间提供高达135 V的极宽电压规模。图3显示了仿真步伐LTspice®中的LTC7899反相电路实现方案，用户可借助该软件对于电路举行仿真阐发。

总结

本文所切磋的两种反相转换方案，别离针对于正转负、负转正的焦点需求，既提供了无需变压器、基在尺度稳压器IC的简略单纯实现路径，降低了基础运用的设计门坎，也先容了如LTC7899这种专用IC的解决方案，霸占了高功率、宽电压规模下的转换难题。这些技能方案的价值不仅于在满意传感器、运算放年夜器、电信装备等特定场景的供电需求，更表现了电源设计中“高效、简便、适配性强”的焦点原则。跟着电路体系向高集成度、高功率密度标的目的成长，正负电压反相转换技能将面对更严苛的挑战，而专用IC的迭代与仿真东西的深度运用，势必为这一范畴的技能立异提供更有力的支撑，鞭策电源转换技能于更广泛的场景中实现冲破。