?uk拓撲非常適合用于從正電源電壓生成負輸出電壓。許多系統(tǒng)都需要負電源電壓，以便讀取某些傳感器發(fā)出的信號。因此，可能需要為信號鏈提供（例如）+5 V和–5 V，或者甚至+15 V和–15 V電壓。負電源電壓也用于安全切換某些開關(guān)元件，例如碳化硅(SiC)。

?uk拓撲也稱為2L反相拓撲，因為其電源路徑中需要使用兩個電感。圖1為?uk拓撲的電路圖。

圖1 用于生成負電源電壓的?uk拓撲原理圖

在選擇合適的開關(guān)穩(wěn)壓器IC時，需要確保其中包含負電源電壓反饋引腳，這非常重要。ADI公司擁有大量帶有集成開關(guān)的單片開關(guān)穩(wěn)壓器IC，以及帶有外部開關(guān)晶體管的控制器IC，均適合此類應(yīng)用。

最重要的是，所需的兩個電感分別代表成本和空間因素。但是，這兩個組件也導(dǎo)致輸入端和輸出端的電源路徑中產(chǎn)生電感。這可以防止在輸入端和輸出端產(chǎn)生快速開關(guān)電流。因此，?uk拓撲通常被視為特定的低噪聲拓撲。當(dāng)然，和其他開關(guān)穩(wěn)壓器一樣，?uk拓撲也提供開關(guān)電流。在圖1中，它們表現(xiàn)為熱回路（藍色）。熱回路指的是一組具有快速di/dt瞬變的軌跡。為了最大限度降低開關(guān)電流產(chǎn)生的干擾，以及伴隨的寄生電容，此回路占用的空間面積必須盡可能達到最小。

因此，在適合?uk拓撲的優(yōu)化板布局中，續(xù)流二極管D、耦合電容C和開關(guān)S1必須彼此非常靠近。利用對應(yīng)的IC引腳排列，例如 LT8330 ，即可緊湊排列這些線路。圖2所示為在實際的板布局中，開關(guān)電流（熱回路）的電源路徑所在的區(qū)域。

關(guān)鍵回路由外部二極管D、耦合電容C，以及LT8330開關(guān)穩(wěn)壓器IC中的GND和SW引腳之間的內(nèi)部連接構(gòu)成。熱回路應(yīng)盡量短小和緊湊。

圖2 針對?uk拓撲優(yōu)化的板布局

圖3所示為包含LT8330的電路示例，它在?uk拓撲中可以當(dāng)做穩(wěn)壓器。一個重要的特性就是FBX引腳，這是一種特殊的FB引腳，可以處理負電源電壓（根據(jù)?uk拓撲的要求）和正電源電壓。如果LT8330用于升壓或SEPIC拓撲中，則需要具備正反饋引腳極性。

穩(wěn)壓器輸入端和輸出端的電感會影響穩(wěn)壓器產(chǎn)生的傳導(dǎo)發(fā)射量。如果采用包含非常緊湊的熱回路的優(yōu)化板布局，則可以實現(xiàn)極低噪聲的解決方案。這些特性使得?uk穩(wěn)壓器非常適合用于產(chǎn)生低噪聲和負電源電壓。

圖3 采用LT8330的?uk穩(wěn)壓器電路示例

作者簡介

Frederik Dostal 曾就讀于德國埃爾蘭根大學(xué)微電子學(xué)專業(yè)。他于2001年開始工作，涉足電源管理業(yè)務(wù)，曾擔(dān)任多種應(yīng)用工程師職位，并在亞利桑那州鳳凰城工作了四年，負責(zé)開關(guān)模式電源。他于2009年加入ADI公司，并在慕尼黑ADI公司擔(dān)任電源管理現(xiàn)場應(yīng)用工程師。