同步降压变换器示于图1,输出与输入的关系如下:

同步反向降压/升压变换器(图2)输出与输入的关系如下：

图1 同步降压变换器

为了把降压变换器转变为降压/升压变换器,在电路中负轨代替地、连接Cout的(+)端到地替代Vout和连接上端MOSFET 漏极的输入电压到新地(图2)。另外,电路耦合和标准正升压配置相同,上端MOSFET仍然是控制MOSFET。

图2 同步反向降压/升压变换器

然而,降压/升压变换器的设计要求会更多。例如,降压/升压变换器MOSFET的关态电压加载比给定的输入电压高,这是由于现在它等于VIN和VOUT之差(差值低于地)。对于给定的负载,其DC电感 电流是较高的,这是因为现在DC电感电流等于负载电流和输入电流之和。因此,与标准降压变换器相比,其电感器 必须具有较高的饱和电流额定值和较低的DCR。

由于有较高的电压加载和DC电感电流,所以MOSFETS的传输和传导损耗就比较高。由于仅在下端MOSFET导通时重新充电降压/升压变换器的输出电容器 ,所以流经输出电容 器的电流是脉冲式的,其峰-峰值等于DC电感电流(假定所用电感器是非常大的)。

另外,降压变换器的输出电感纹波电流只等于电感纹波电流。因此,降压/升压变换器所用的输出电容器需要具有相当低的ESR和ESL以保持低输出电压纹波。

图3示出一个反相降压/升压变换器实例。此电路是一个由LTC3728控制的+12V到-5.2V/15A的双相双输出变换器。此变换器的两个相连接在一起,相位差180?,这可为输出和输入电容器提供纹波电流低消。双相工作、400KHz开关频率结合采用与POSCAPs并联的低ESR和低ESL陶瓷电容使得输出电压纹波仅为39mVp-p。低输出电压纹波使其适合于负ECL电路的偏置。

图3 +12V到-5.2V/15A双相反相降压/升压电源

尽管降压/升压变换器具有较高的损耗,但此电路具有高效率。在满载时,其效率为91.4%,而峰值效率为92.9%。高效率归功于：采用低RDS(ON)和低QG MOSFETs、用两相代替一相和LTC3728强栅极驱动器。LTC3728开关节点引脚和VIN引脚的额定电压为36V,MOSFETs额定值为30V,这使得它们可以容易地处理从+12V到-5V变换所产生的加载。