电子电 路通常都工作在正稳压输出电压下，而这些电压一般都是由降压稳压器来提供的。如果同时还需要负输出电压，那么在降压-升压拓扑中就可以配置相同的降压控制 器。负输出电压降压-升压有时称之为负反向，其工作占空比为 50%，可提供相当于输入电压但极性相反的输出电压。其可以随着输入电压的波动调节占空比，以―降压或―升压输出电压来维持稳压。

显示了一款精简型降压-升压电路，以及电感上出现的开关电压。这样一来该电路与标准降压转换器的相似性就会顿时明朗起来。实际上，除了输出电压和接地相反以外，它和降压转换器完全一样。这种布局也可用于同步降压转换器。这就是与降压或同步降压转换器端相类似的地方，因为该电路的运行与降压转换器不同。

FET 开关时出现在电感上的电压不同于降压转换器的电压。正如在降压转换器中一样，平衡伏特-微秒 (V-μs) 乘积以防止电感饱和是非常必要的。当 FET 为开启时(如图1 所示的 ton 间隔)，全部输入电压被施加至电感。这种电感―点‖侧上的正电压会引起电流斜坡上升，这就带来电感的开启时间 V-μs 乘积。FET 关闭 (toff) 期间，电感的电压极性必须倒转以维持电流，从而拉动点侧为负极。电感电流斜坡下降，并流经负载和输出电容，再经二极管返 回。电感关闭时V-μs 乘积必须等于开启时 V-μs 乘积。由于 Vin 和 Vout 不变，因此很容易便可得出占空比 (D) 的表达式：D=Vout/(Vout “ Vin)。这种控制电路通过计算出正确的占空比来维持输出电压稳压。上述表达式和图 1 所示波形均假设运行在连续导电模式下。

降压-升压电感必须工作在比输出负载电流更高的电流下。只是输入电流与输出电流相加。对于和输入电压大小相等的负输出电压(D = 0.5)而言，平均电感电流为输出的2倍。有趣的是，连接输入电容返回端的方法有两种，其会影响输出电容的rms电流。

典型的电容布局是在+Vin和Gnd之间，与之相反。利用这种输入电容配置可降低输出电容的rms 电流。然而，由于输入电容连接至 ”Vout，因此 “Vout 上便形成了一个电容性分压器。这就在控制器开始起作用以前，在开启时间的输出上形成一个正峰值。为了最小化这种影响，最佳的方法通常是使用一个比输出电容 要小得多的输入电容，请参见图 2 所示的电路。输入电容的电流在提供 dc 输出电流和吸收平均输入电流之间相互交替。rms电流电平在最高输入电流的低输入电压时最差。因此，选择电容器时要多加注意，不要让其 ESR 过高。陶瓷或聚合物电容器通常是这种拓扑较为合适的选择。

必须要选择一个能够以最小输入电压减去二极管压降上电的控制器，而且在运行期间还必须能够承受得住 Vin 加 Vout 的电压。FET 和二极管还必须具有适用于这一电压范围的额定值。通过连接输出接地的反馈电阻器可实现对输出电压的调节，这是由于控制器以负输出电压为参考电压。只需精心选取少量组件的值，并稍稍改动电路，降压控制器便可在负输出降压-升压拓扑中起到双重作用。

二、LMZ14203H 电源模块应用电路

此篇主要介绍了LMZ14203H特性、应用范围、参考设计电路以及电路分析，帮助大家缩短设计时间。

LMZ14203H特性：集成屏蔽电感器、简单的印刷电路板布线、使用外部的软启动电容器和高精度使能端，可以实现灵活的启动时序控制、针对浪涌电流提供保护、输入欠压锁定和输出短路故障提供保护、结温范围-40°C至125°C、采用整块的裸露焊盘和标准引脚，更易于装配和制造、低输出电压纹波

LMZ14203H典型应用范围包括：中间总线转换到12V和24V电压轨;应用于时间受限项目;应用于空间受限/高温场合;应用于负输出电压场合

三、稳压电源的设计方案

可知DC-DC变换的种类分为：隔离和非隔离。输入输出隔离虽然安全系数比较高，可是隔离变压器会有漏磁和损耗等不利的缺点，从而会造成效率降低，根据本研究的要求，并没有要求输入输出隔离，所以最终决定选择的是非隔离方式，几种方案如下：

3.1 串联开关电路

占空比为D的PWM波控制开关管Q1，从而达到这样的一个效果，交替导通或截止，再经L和C滤波器在负载R上得到稳定直流输出电压Uo。本电路属于降压型电路，题目要求的30--36V 的输出电压是实现不了的。

3.2 并联开关电路

串联开关电路与并联开关电路原理很相似，但是此电路为升压型电路，在开关导通的时候，电感开始储能，在截止的时候，电感能量开始输出。所以电感绕制只要是合理，就能达到题目要求的30-36V，并且输出电压Uo呈现连续平滑的特性。(图5)

3.3 串并联开关电路

下 面是串并联开关电路形式，也称为升降压式开关电路，反转式开关电路。无论在开关管VT1之前的脉动直流电压，高于或低于输出端的稳定电压，此电路均能实现 功能。实际上，本电路是在串联开关电路是通过在后加入一个并联开关电路。用电感的储能特性来实现升降压，电路控制式比较复杂的。

考虑到本设计是只需要升压的，所以选择方案二。

下面是 [5v稳压电源电路图 (四个原理图)]的电路图

5v稳压电源电路图

首先推荐一下7805组成的5V输出的电源电路。

78XX系列集成稳压器的典型应用电路如下图所示，这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。IC采用集成稳压器7805，C1、C2分别为输入端和输出端滤波电容，RL为负载电阻。当输出电较大时，7805应配上散热板。

下图为提高输出电压的应用电路。稳压二极管VD1串接在78XX稳压器2脚与地之间，可使输出电压Uo得到一定的提高，输出电压Uo为78XX稳压器输出电压与稳压二极管VC1稳压值之和。VD2是输出保护二极管，一旦输出电压低于VD1稳压值时，VD2导通，将输出电流旁路，保护7800稳压器输出级不被损坏。

下图为输出电压可在一定范围内调节的应用电路。由于R1、RP电阻网络的作用，使得输出电压被提高，提高的幅度取决于RP与R1的比值。调节电位器RP，即可一定范围内调节输出电压。当RP=0时，输出电压Uo等于78XX稳压器输出电压;当RP逐步增大时，Uo也随之逐步提高。

采用A723构成的输出20A 5V稳压电源电路

图所示是采用A723构成的输出20A/5V稳压电源电路，本电路外接晶体管使输出电流达到20A，若输出电压超过6V，晶闸管VS动作，防止输出端短路时产生的过电压，若输出电压低于5V时，输入电压约为13V，A723的工作电源由辅助电源提供，恒流保护回路的动作电流约为30A，输出电压可调范围为4.92-5.09V，电路中采用多个晶体管并联须注意均流问题。

MAX610不间断5V电源电路

图中为不间断5V电源电路，市电供电时，V通过R2向7.2V电池缓慢充电市电停止供电时，电池通过二极管VD1提供电源，MAX610可连续提供5V电压输出直到V+近似为、5.8V，即使、电池电压降为6.5V。