新型非隔离负电压DC/DC开关电源：基于峰值电流控制

"本文主要探讨了一种新型的非隔离负电压DC/DC开关电源设计方案，该方案基于峰值电流控制，适用于连续电流模式。通过优化输出电感和电容的配合，有效抑制输出纹波，提升系统带负载能力和效率。文章还介绍了如何利用平均电路法建立小信号模型，并设计电压外环补偿网络，以增强系统性能。" 非隔离负电压DC/DC开关电源在电子设备中的应用日益广泛，尤其是在需要负电源供电的集成电路和传感器中。相较于传统的隔离型开关电源，非隔离设计可以减少体积和复杂性，提高效率。本文针对这一需求，提出了一个基于峰值电流控制的创新设计，旨在提供稳定、低纹波、强负载适应性的负电压电源。 在连续电流模式下，设计的关键在于确保输出电容能够通过输出电感持续充电，从而降低输出纹波，提高系统效率。这种设计方法通过优化电感和电容参数，可以有效地改善电源对负载变化的响应能力。 文章进一步讨论了两种传统非隔离负电压开关电源的电路拓扑，并指出图2的结构虽然能提供更低的输出纹波和更强的负载能力，但由于需要在电源负极接入开关器件，其控制电路更为复杂，市面上尚无对应的集成控制芯片。因此，文章提出采用Boost控制器LT1935和分立元件构建类似图2结构的新型电源，以克服这一问题。 在工作原理分析部分，文章展示了设计的电源结构，其中电源控制器在导通期间为电感和电容充电，而在关断期间，电感通过二极管续流，维持电流连续性。这种工作模式有助于维持稳定的负电压输出，同时通过峰值电流控制策略，可以精确管理能量转移，进一步优化电源性能。 通过构建开关电源的小信号模型，可以进行频率域分析，设计适当的电压外环补偿网络，以增强系统的动态响应和稳定性。这种方法可以确保电源在各种负载条件下保持良好的电压调节能力，提高整体系统性能。 本文提出的非隔离负电压DC/DC开关电源设计方案，结合了峰值电流控制和优化的电感电容配置，旨在提供一种高效、低纹波、负载适应性强的电源解决方案，特别适合于对电源质量要求较高的电子测量装置。通过细致的电路设计和控制策略，该方案有望推动非隔离负电压开关电源技术的发展，满足更多应用场景的需求。