SGM61630 系列Buck变换器重构为反向Buck Boost 变换器的设计与实现

作者：邓凯
通讯作者：成红玉
校阅：刘慧 刘真

摘要

本文以SGM61630为例，系统阐述了将Buck变换器重构为反向Buck-Boost变换器的设计方法，以生成稳定的负电源轨。本文通过拓扑连接调整、电压电流应力分析和辅助功能设计阐述了设计流程。最后，设计实例验证了24V输入至-15V/1.5A输出的可行性。本文为工程师提供了从理论推导到实践验证的设计流程。

1 引言

许多精密系统（如医疗电子设备、测试测量仪器）需稳定的负电压供电，同时要求输入与输出 共地。反向Buck-Boost变换器可完美满足这一需求，它不仅能实现升压/降压功能，还可反转输出电压极性。通过调整功率级电路的拓扑连接与反馈网络参数，任意常规 Buck 变换器均可重构为反向 Buck-Boost 变换器。本文以SGM61630为例，详细阐述其重构方法与设计要点。该方案适用于同步整流和非同步整流架构的反向Buck-Boost变换器实现。

2 反向Buck-Boost 变换器原理

2.1 拓扑重构与连接方式

如图1所示为Buck变换器的基本拓扑结构。Buck配置中，输出正极（V_OUT）连接到电感器， 输出负极连接到Buck IC的GND引脚。

反向Buck-Boost 拓扑与Buck拓扑非常相似，如图2所示为Buck变换器重构为反向Buck-Boost 变换器的连接方式。由图2可知，将Buck变换器的输出正极配置为反向Buck-Boost变换器的系统地（System GND），而“IC GND”变成了输出负极（-V_OUT），在输入电源和系统地之间增加了一个 额外的输入电容C_IN。需注意，反向 Buck-Boost 变换器的连接方式中，IC GND 与输出负压直接相连，这会对Buck IC引脚的电压应力产生影响，相关控制引脚外部电路需重新设计，详见“3辅助功能”章节的说明。

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