由-5V产生1A、3.3V的简单电路

2005年3月A版

图1所示的电路，利用脉冲频率调制（PFM）结构从-5V电源产生+3.3V输出，不需要任何外部变压器。当有一个稳定的-5V电源，并且不要求隔离时，这是一个非常实用的电路。开关模式调节器（IC1）采用传统的升压电路配置，工作在非自举模式。利用相关IC可以实现+5V到+8.3V的转换，但是，图1所示连接(GND和AGND连接到-5V，V+连接到系统地)使电路产生了一个相对于系统地的3.3V输出。转换效率在1A负载下可以达到90％，对于小于10mA的轻负载，效率可以达到84％(图2)。
图3示出输出电压(由外部电阻设定)与负载电流的关系曲线。对于3.3V输出，当负载电流小于500mA时,负载变化所引起的输出电压变化小于3mV；负载电流达到2A范围时，3.3V输出电压的变化小于3％。通过选择R1和R2阻值可以调节电路输出：
                   
其中反馈电阻的取值在10k( 和500k( 之间，VREF等于1.5V。
为了保证高转换效率和低输出纹波，选择输入电容C1和输出电容C4应该具有比较小的等效串联电阻(ESR)。如图1所示，C1是一个具有25m(等效串联电阻的100(F OS-CON电容，C4和C5是具有25m(等效串联电阻的150(F OS-CON电容。对于轻负载应用，或者是能够容忍较大输出纹波的应用，采用容值较小或者等效串联电阻较大的电容也是可以接受的。
由于-5V电源端被当作IC1的地参考端，该电压应该非常稳定。-5V电源端的任何电压变化都不会在+3.3V输出产生幅度变化。
图1  DC-DC升压转换器件MAX1771由-5V产生+3.3V的电路连接图
图2  图1电路的转换效率与负载电流的关系曲线图
图3  图1电路的输出电压与负载电流的关系曲线图