為什么需要電平轉(zhuǎn)換？　　反相降壓-升壓電路通常用于從正電壓產(chǎn)生負(fù)電源電壓。最重要的步驟是確保正確產(chǎn)生負(fù)電壓。但是，如果主應(yīng)用電路控制或監(jiān)控電源，則可能需要額外的電平轉(zhuǎn)換電路。它有一個接地參考，而反相降壓-升壓電源電路的 GND 引腳連接到產(chǎn)生的負(fù)電壓。

　　反相降壓-升壓拓?fù)涫腔镜?a target="_blank">開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)渲?，需要一個電感器、兩個電容器和兩個 MOSFET 作為開關(guān)。開關(guān)可以用任何降壓穩(wěn)壓器或控制器驅(qū)動，因此可用的開關(guān)穩(wěn)壓器構(gòu)建塊很大。圖 1 顯示了具有所有必要組件的反相拓?fù)洹?/p>

　　圖 1. 使用降壓開關(guān)穩(wěn)壓器產(chǎn)生負(fù)電壓的反相降壓-升壓拓?fù)?。圖片由Bodo's Power Systems提供 [PDF]　　圖 2 顯示了帶有 ADP2386 降壓調(diào)節(jié)器的降壓-升壓電路。如果降壓調(diào)節(jié)器 IC 用于反相電路，則 IC 的接地連接位于產(chǎn)生的負(fù)電壓處。降壓調(diào)節(jié)器的原始輸出電壓連接到系統(tǒng)地。反相拓?fù)渲械慕祲赫{(diào)節(jié)器將其自身地參考為設(shè)定的負(fù)電壓，因為輸出電壓連接到系統(tǒng)地。IC 的參考地（圖 2 中的 GND）不連接到系統(tǒng)地。因此，這兩個地不具有相同的電位。

　　圖 2. 外部電平轉(zhuǎn)換器，用于為開關(guān)穩(wěn)壓器 IC 提供外部時鐘以實現(xiàn)同步。圖片由Bodo's Power Systems提供 [PDF]　　開關(guān)穩(wěn)壓器 IC 的接地變?yōu)楫a(chǎn)生的負(fù)電壓。開關(guān)穩(wěn)壓器 IC 上的所有引腳現(xiàn)在都以產(chǎn)生的負(fù)電壓為參考，而不是系統(tǒng)接地。因此，從系統(tǒng)到 IC 以及從 IC 到系統(tǒng)的通信線路和連接需要電平轉(zhuǎn)換，以確保安全通信并防止損壞。通常，相關(guān)信號為 SYNC、PGOOD、TRACKING、MODE、EN、UVLO 和 RESET。圖 2 顯示了一種可能的電平轉(zhuǎn)換電路，該電路帶有兩個雙極晶體管和七個電阻器（藍(lán)色），用于一個信號。該電路需要一定的空間，增加了電路的復(fù)雜性和成本。對于前面提到的所有信號，都必須單獨實現(xiàn)這種電平轉(zhuǎn)換器。當(dāng)開關(guān)穩(wěn)壓器 IC 使用數(shù)字總線（例如電源管理總線 (PMBus)）時，情況會特別復(fù)雜。然后，整個總線連接必須通過電平轉(zhuǎn)換或電流隔離進(jìn)行操作。

　　圖 3.  MAX17579 設(shè)計為反相降壓-升壓穩(wěn)壓器，已集成電平轉(zhuǎn)換功能。圖片由Bodo's Power Systems提供 [PDF]
　　避免使用這種外部電路的一種方法是使用專為反相電壓設(shè)計的開關(guān)穩(wěn)壓器 IC。ADI 公司提供一系列開關(guān)穩(wěn)壓器 IC，它們是降壓穩(wěn)壓器 IC 的變體。它們旨在促進(jìn)系統(tǒng)（整個電子電路和反相開關(guān)穩(wěn)壓器 IC）之間的通信。無需外部電平轉(zhuǎn)換（如圖 2 所示）。
　　圖 3 顯示了 MAX17579 開關(guān)穩(wěn)壓器 IC，它從正電壓產(chǎn)生負(fù)電壓。該電路比圖 2 中的電路緊湊得多。
　　LTspice 或 EE-SIM 設(shè)計和評估環(huán)境等仿真工具 可以更好地理解反相拓?fù)渲械恼{(diào)節(jié)行為和電位差。這些工具還可用于設(shè)計和優(yōu)化電平轉(zhuǎn)換電路。EE-SIM 設(shè)計工具還可以輕松模擬 MAX17579 等 IC。