由-5V產生1A、3.3V的簡單電路

2005年3月A版

圖1所示的電路，利用脈沖頻率調制（PFM）結構從-5V電源產生+3.3V輸出，不需要任何外部變壓器。當有一個穩定的-5V電源，并且不要求隔離時，這是一個非常實用的電路。開關模式調節器（IC1）采用傳統的升壓電路配置，工作在非自舉模式。利用相關IC可以實現+5V到+8.3V的轉換，但是，圖1所示連接(GND和AGND連接到-5V，V+連接到系統地)使電路產生了一個相對于系統地的3.3V輸出。轉換效率在1A負載下可以達到90％，對于小于10mA的輕負載，效率可以達到84％(圖2)。
圖3示出輸出電壓(由外部電阻設定)與負載電流的關系曲線。對于3.3V輸出，當負載電流小于500mA時,負載變化所引起的輸出電壓變化小于3mV；負載電流達到2A范圍時，3.3V輸出電壓的變化小于3％。通過選擇R1和R2阻值可以調節電路輸出：
                   
其中反饋電阻的取值在10k( 和500k( 之間，VREF等于1.5V。
為了保證高轉換效率和低輸出紋波，選擇輸入電容C1和輸出電容C4應該具有比較小的等效串聯電阻(ESR)。如圖1所示，C1是一個具有25m(等效串聯電阻的100(F OS-CON電容，C4和C5是具有25m(等效串聯電阻的150(F OS-CON電容。對于輕負載應用，或者是能夠容忍較大輸出紋波的應用，采用容值較小或者等效串聯電阻較大的電容也是可以接受的。
由于-5V電源端被當作IC1的地參考端，該電壓應該非常穩定。-5V電源端的任何電壓變化都不會在+3.3V輸出產生幅度變化。
圖1  DC-DC升壓轉換器件MAX1771由-5V產生+3.3V的電路連接圖
圖2  圖1電路的轉換效率與負載電流的關系曲線圖
圖3  圖1電路的輸出電壓與負載電流的關系曲線圖