宽范围负输入电压下工作的升压变换

假设一项设计需要正电压，但却只有负电压源可供使用。在图 1 所示电路中使用一块标准升压变换器 IC，你就能高效地由一个负电压源产生一个正电压。升压变换器产生的输出电压高于输入电压。由于输出电压（本例中为 5V）高于负输电压的地电平，所以该电路并不违反升压变换器原则。图1所示电路使用EL7515，这是一个标准的升压变换器。变换器 IC 的接地脚连接到负输入电源上。地线就成了“正”的输入电源。VOUT= -VFB(R2/R1)= -1.33V(37.5 kΩ/10 kΩ)= -5V。  PNP 晶体管Q1 和 Q2构成了一个转换器，将 5V 输出电压（对地）转换成相对于负输入的反馈电压。两只晶体管也能减少温度变化和电压下降的影响。当负输入电压下降时，Q2的电流逐渐高于 Q1的电流，造成晶体管补偿失配。


图1，只要将其地引脚用作负电压输入，升压变换器就可以高效地产生一个正输出电压。

为了达到最佳的电源稳压精度，你应该在加上标称输入电压的情况下使 Q1 和 Q2 以相同的电流工作。图 2 示出了电源调稳压结果。最大输出-输入电压差必须在升压变换器内部功率 FET 的漏-源极电压(VDS)以内。对 EL7515来说，最大 VDS 为 18V。要得到 5V 输出，最小（最大负值）输入电压为 -12V。1V 安全裕度可补偿二极管 D1压降和功率 FET 漏极的任何电压脉冲。图 3 示出了负载稳压测试结果。最大输出电流是输入-输出电流比和升压变换器电流极限设定值的函数。如图 4 所示，这个电路在 输出为200mA时的效率超过 80%。


图2， 在整个负电压输入范围内，电源稳压精度为± 40mV。


图3， 在整个输出电流范围内，输出电压变动小于 14mV。


图4， 在中等输出电流下（200 mA），该电路的最大效率为 81%。