周末随想：如何实现-12V输入到 5V输出?

[导读]这样的一个应用：-12V的输入，5V的非隔离输出，也就是负电压输入、正电压输出，应该采用什么结构的变换器？反激变换器可以实现上述的电压变换，但要用到变压器，如果不用变压器，那么是否有其它的更简单的方法？电源控制IC内部所有的电路都是以IC的地管脚为基准，如果将输入电压的负端,...

这样的一个应用：-12V的输入， 5V的非隔离输出，也就是负电压输入、正电压输出，应该采用什么结构的变换器？

反激变换器可以实现上述的电压变换，但要用到变压器，如果不用变压器，那么是否有其它的更简单的方法？

电源控制IC内部所有的电路都是以IC的地管脚为基准，如果将输入电压的负端,连接到IC控制器的地管脚，那么对于变换器而言，输入电压相当于正电压，如图1所示。

图1：负输入端连接到IC地

输入电压为-12V，变换器的输入电压相当于 12V；输出 5V相当于 17V，因此，这个应用相当于将 12V电压升到 17V，可以使用BOOST变换器，VCC相对于IC的地管脚（-12V）也是正电压，可以正常供电，如图2所示。

图2：BOOST变换器

输出若采用二个电容串联，中间点连接到输入地，相对于输入地，就可以取出 5V电压。由电路的连接关系，串联端下边电容和输入电容并联,可以省去。

图3： 5V输出电压

若IC的FB管脚内部参考电压为2.5V，反馈调节要求R2的电压（FB管脚对IC的地管脚的电压）保证恒定的2.5V，同时流过R1、R2的电流相同(忽略流入FB管脚的电流)，从而保证系统的调节维持输出电压的恒定。

IC的地管脚电压为-12V，VR2=2.5V，则FB管脚的电压为-9.5V；输出电压为 5V，输出对IC的地管脚电压为 17V，VR1=14.5V。

输入电压有一定的波动范围，如果输入电压变为-15V，VR2=2.5V恒定，VR1仍然为14.5V，FB管脚的电压为-12.5V，输出端对IC的地管脚的电压仍然为 17V，输出端对系统输入地的电压为：17-15V= 2V，而不是 5V。因此，输入的负电压发生变化时，输出电压也会发生改变，直接用这样的反馈不满足要求。

图4：反馈控制

为了实现当输入负电压发生变化时，IC的反馈调节维持输出电压的稳定，必须要将R1、R2隔离，同时还要满足前面的二个条件。

图5：R1/R2隔离

三极管的集电极电流和发射极电流大约相等，相互隔离，同时受基极电流控制，可以实现上述功能。

由图中R1/R2的电流方向，如果NPN管，R1接集电极，R2接发射极，基极能连接的点有输入地、输入负电压端和输出端。

基极连接到输入负电压端，NPN管无法工作；基极连接到输出端，输出端和FB管脚的压降保持恒定的0.6V，不满足调节要求；基极连接到输入地，FB管脚将被箝位在-0.6V，也不满足调节。

图6：NPN管隔离R1/R2隔离

改用PNP管，如图7所示，R1接发射极，R2接集电极，用上面分析方法，基极连接到输出端或输入负电压端，都不满足要求。基极连接到输入地，可以满足系统调节的要求。

图7：PNP管隔离R1/R2隔离

电阻R2的电流为：

iR2=VFB/R2

iR2==iR1