反相Buck变换器的工作原理

Buck变换器是开关电源基本拓扑结构的一种，在此基础上增加负压输出的功能，甚至比电荷泵电路还要简单。

反相Buck变换器的英文称呼是“Inverting Buck-Boost”，直译过来应该是反相降压-升压变换器，在此处只讨论降压使用，为了不引起歧义，称为反相Buck变换器。

当开关管Q导通时，储能电感L充电;当开关管Q断开时，电感L“上负下正”，相当于电源，为电容C充电，电流经过续流二极管D回到电感。当开关管Q再次导通时，电感再次充电，电容C中储存的电荷维持输出电压。

从结构上来看，好像是储能电感与续流二极管位置变换了。其实还有更好的理解方法：只是参考点变了。如下图，电路输出的结果是输出电容有5V的压差，“上正下负”。Buck变换器把T2点作为0V的参考点，所以T1点有5V的输出;反相Buck变换器以T1位0V的参考点，所以T2点是-5V的输出。

图 参考点不同对Buck电路的影响

需要注意开关管最大耐压值的问题。Buck变换器中开关管承受的最大电压是Vcc，反相Buck变换器中开关管承受的最大电压是Vcc+Vout。

图 反相Buck电路原理图

下图是芯片2脚电压(黄色，表示为Vsw)与输出电压的波形，由于通道2是交流耦合，所以看到的波形大约在0V附近，实际输出是-5V左右.可以分析出，开关闭合时Vsw与Vout上升，一段时间以后开关断开，Vsw电压极速下降，Vout先下降后上升。Vsw变换的幅值达到17V。