5.3 Инвертирующий преобразователь

      На рисунке 8 изображена схема инвертирующего преобразователя.

Рисунок 8 - Схема инвертирующего преобразователя

      Входное напряжение U_in фильтруется конденсатором С_in 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 С_out, которым шунтируется нагрузка R_н. 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 U_outпо сравнению с входным U_in. 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.