倒变降-升压电路产生的负电压的幅度可能高于或低于可用的正电压。例如，可以从 +12 V 生成 -8 V 或甚至 -14 V。在使用倒变降-升压电路的开关调节器集成电路(IC)时，系统设计可能需要通信引脚。如果需要，设计人员必须记住进行适当的电平转换，以便可以使用同步和使能信号。

　　为什么需要电平转换?

　　反相降压-升压电路通常用于从正电压生成负电源电压。确保负电压正确生成是最重要的一步。然而，如果主应用电路控制或监测电源，则可能需要额外的电平转换电路。主应用电路以地面为参考，而倒变降-升压电路的接地引脚连接到生成的负电压。

　　设计电平转换电路时需考虑的事项

　　反相降压-升压拓扑是基本的开关调节器拓扑之一，需要一个电感、两个电容和两个作为开关的 mosfet。这些开关可以由任何降压调节器或控制器驱动，因此可用的开关调节器构建模块非常多。图1显示了包含所有必要组件的倒变拓扑。

图1

　　图2显示了一个带有 ADP2386 降压调节器的降-升压电路。如果在倒变电路中使用降压调节器 IC，则该 IC 的接地连接在生成的负电压上。降压调节器的原始输出电压连接到系统接地。倒变拓扑中的降压调节器将其自身的接地参考设置为负电压，因为输出电压连接到系统接地。IC的参考接地(图2中的 GND)并未连接到系统接地。因此，这两个接地电位并不相同。

图2

　　开关调节器 IC 的接地成为生成的负电压。此时，开关调节器 IC 上的所有引脚相对于生成的负电压，而不是系统接地。因此，从系统到 IC 的通信线路和连接需要进行电平转换，以确保安全通信并防止损坏。通常，相关信号包括 SYNC、PGOOD、TRACKING、MODE、EN、UVLO 和 RESET。图2展示了一个可能的电平转换电路，该电路使用两个双极型晶体管和七个电阻(蓝色)来处理一个信号。此电路需要一定的空间，并增加了电路的复杂性和成本。这样的电平转换器需要为上述所有信号分别实现。当开关调节器 IC 使用数字总线(如电源管理总线 PMBus)时，情况尤其复杂。此时，整个总线连接必须进行电平转换或电气隔离。

图3

　　避免这种外部电路的一种方法是使用专门为反相降压

　　电压设计的开关调节器 IC。模拟设备公司(Analog Devices)提供了一系列开关调节器 IC，这些 IC 是降压调节器 IC 的变体，专门设计用于促进系统(整个电子电路)与倒变开关调节器 IC 之间的通信。因而，不需要如图2所示的外部电平转换。

　　图3展示了 MAX17579 开关调节器 IC，该 IC 可以将正电压转换为负电压。与图2中的电路相比，这个电路更加紧凑。

　　仿真工具如 LTspice 或 EE-SIM 设计与评估环境可以提供对反相降压拓扑中调节行为和潜在差异的更好理解。这些工具还可以用于设计和优化电平转换电路。EE-SIM 设计工具也可以轻松模拟像 MAX17579 这样的 IC。

　　总结

　　在反相降压-升压电路设计中，电平转换是确保各个组件能有效、可靠地通信的关键因素。通过合理设计和选择合适的集成电路，可以简化电路设计，降低成本，同时提高系统的整体性能。