
5.3 Инвертирующий преобразователь
На рисунке 8 изображена схема инвертирующего преобразователя.
Рисунок
8 - Схема инвертирующего преобразователя
Входное напряжение Uin фильтруется конденсатором Сin и прикладывается к последовательно включенным ключевому транзистору VT и накопительному дросселю L. Но, как наверняка читатель уже успел заметить, в отличие от бустерной схемы, здесь дроссель и конденсатор поменяны местами - в этом и заключается "изюминка" данного преобразователя. К средней точке соединения элементов подключен блокировочный диод VD, но опять же, по сравнению с "бустером", в обратном направлении. На выходе преобразователя имеется фильтрующий конденсатор Сout, которым шунтируется нагрузка Rн. Обратите внимание: выходной конденсатор подключен к "общему" схемы не ми- нусовым, а плюсовым выводом. Схема buck-boost конвертора может находиться в двух фазах работы: накопления энергии дросселя и передачи энергии в нагрузку. В этом обстоятельстве ее сходство с «бустером», однако протекают фазы работы несколько иначе, чем в бустерной схеме, что отражается на регулировочной характеристике. Фаза накопления энергии дросселя условно показана на рисунке 9, а.
Рисунок
9 - Фазы работы инвертирующего
преобразователя
В этой фазе верхний (по схеме) вывод дросселя L скоммутирован к "плюсу" питающего напряжения транзистором VT, поэтому ток дросселя нарастает по закону:
В фазе передачи энергии (рисунок 9, б) дросселя в нагрузку ток будет меняться по формуле:
Выходное напряжение уже не складывается с входным, а знак "минус", появившийся в формуле, означает инверсию выходного напряжения Uoutпо сравнению с входным Uin. Теперь мы можем получить регулировочную характеристику преобразователя:
При D < 0,5 инвертирующая схема работает с понижением напряжения, при D > 0,5 - с повышением. Если режим работы инвертирующей схемы поддерживать на уровне D = 0,5, то выходное напряжение по величине будет равно входному. Рабочий цикл инвертирующего преобразователя изображен на рисунке 10.
Рисунок
10 - Рабочий цикл инвертирующего
преобразователя
Данный преобразователь целесообразно использовать тогда, когда требуется получить выходное напряжение, которое будет отрицательным по отношению к входному. А в комбинации с чопперным или бустерным стабилизатором может получиться источник двухполярного напряжения.