降压芯片电路原理，降压芯片电路

电子电路中有几种负电压要求。一种是隔离负电压，在电力、通信等抗干扰性能高的场合需要隔离前端电源输入的干扰。此时，可以通过在变压器上增加绕组来产生负电压，也可以利用隔离电源模块输出负电压，为系统供电。另一种是非隔离负电压，通过正输入电压，利用电荷泵、Buck-Boost、Buck、SEPIC等拓扑电压芯片产生负功率。

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介绍了基于Vishay SiP12109 COT buck拓扑产生负电压的同步BUCK变换器。通过简单修改电路的参考节点，内部低端MOSFET产生电流斜坡反馈，无需补偿，外部元件只需要功率电感、输入电容去耦和自举电容，效率远高于线性稳压器。原理如下图所示。

图1 a)同步降压转换器b)负输出降压转换器

图2中负输出降压拓扑电路的控制与标准降压转换器的控制相同，但电感的节点连接从VOUT变为0V有一个关键区别，这导致电路电流的变化，随后是负输出电压，芯片输出的0V现在变成了负输出电压。

图3-图2的节点波形仿真图3显示了上述MOSFET驱动器的波形，与标准降压转换器相似。LX电压波形范围为-3.3V至+12V，IM1和IM2的电流波形分别对应于M1和M2开启时的电流波形。

图4为参考原理图，整体设计规格如下:VIN = 12V，VOUT = -3.3V，Fsw= 600khz，Iout = 3A，Vripple = 150mV，Vin_ripple = 100mV。

图5中测试条件下的效率测量表明，当需要负电源而系统中只输入正电源时，Vishay的同步降压调节器可以提供一种简单高效的方法，效率可以超过90%。

Vishay同步降压电源芯片有一系列产品组合，分为DrMOS、microBUCK、microBRICK三个系列，对应不同的元器件集成组合，如下图所示。

图6功率IC集成原理图红框所示的DrMOS系列集成了栅极驱动器和MOSFET技术，蓝框microBUCK系列在DrMOS的基础上优化集成了PWM控制器，绿框microBRICK系列在microBUCK的基础上进一步集成了外围电感器件，大大减少了外围器件的数量。

图7 Vishay DrMOS功率级产品路线图

图8 Micro Buck和microBRICK最新产品路线图最新的DrMOS采用了第4/4代MOSFET技术。与上一代DrMOS器件相比，DrMOS的效率提高了3%，工作温度降低了50℃以上，电路板面积减少了33%，提高了整体的功率密度效益。MicroBUCK可支持4.5V~60V的宽输入电压范围，支持单相最大输出电流40A的应用，效率也非常出色，峰值功率时效率高达98.5%。MicroBRICK模块巧妙地利用了电感的固有特性，通过创新的3D封装技术，电感可以优化高功率密度模块的散热性能，消除PCB电感和开关节点之间的互连电阻，降低总损耗，保持高效率的优势，并使设计者能够扩展以实现成本和性能的最佳组合。