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# 20240729153006 Application Note Working With Inverting Buck-Boost Converters
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#tech #electronics #power #dc_dc_converter #ltspice
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ドキュメントはこちら。[snva856](https://www.ti.com/lit/pdf/snva856)
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## ABSTRACT
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> Generating a negative output voltage rail from a positive input voltage rail can be done by reconfiguring an
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ordinary buck regulator. The result is an inverting buck-boost (IBB) topology implementation. This application
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report gives details regarding this conversion with examples.
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## 短く
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Buck Converterと呼ばれる類の、降圧型のDC DCコンバータは、 +5Vを-5Vにするなど、電圧を反転させることができる。そのやり方と注意点。
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## 個人的に勉強になったところ
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Buckコンバータ、入力と出力それぞれの接続方法をいじると、反転コンバータになる。その場合、**負の電圧は元の電圧の絶対値よりも低くできる。** たとえば、 +5Vから-12Vを作るなども可能(すごい)。
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+の電圧の範囲で、降圧だけでなく昇圧もできるDC DCコンバータは Buck-Boostコンバータという。反転かつ、(絶対値的には)電圧の昇降圧ができるようになるので、この方式の回路をInverting Buck-Boostコンバータ(以下IBB)という。 つまり、Buck-Boostコンバータでなくても、Buck-Boost的な動作をさせることができる。
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やること
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- 元の出力だったノードをGNDにする
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- 元のGNDだったノードをV-の出力とする
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- 入力側はそのまま、入口にCを追加する。
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元々:
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![[Pasted image 20240729154147.png|500]]
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変更後:
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![[Pasted image 20240729154230.png|500]]
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- spiceとかでIBBをシミュレーションする場合、Buckでしか動かないように書いてあるモデルの場合もあるので注意。
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- 正負電源など、コンバータが複数ある場合のために、出力にはクランプダイオードを付ける。
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## シミュレーションしてみた
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20240816 内容を全体的に修正。
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説明されていた方法でworkaroundをし、LMR14030で、+15Vを-15Vに変換。
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- データシートはこちら [Site Unreachable](https://www.ti.com/product/ja-jp/LMR1403)
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- 出力を2Aくらい取ろうとしたところ、Lの電流は最大で5Aくらいになった。耐電流に注意。LMR14030の場合、5.5A(typ.) でリミッターがかかる。
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- 定常状態に至る以前の過渡状態、つまり出力がどんどん下がっていく時、電流を定常状態よりも多く使う。SoftStartの時間を長くしないと、電流がリミットに達してしまうこともあった。 短かくても2.5ms程度が良さそう。
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- D1の電流が正しく測定できていない。100Aとか流れていることになっている。おかしい。
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全体はこんな感じ。
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![[Pasted image 20240816162645.png]]
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結果。設計値に収束していく。Vinは符号が反転しているので、 -Vin- を表示している。
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![[Pasted image 20240816162932.png]]
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収束した時の拡大図。リプルが乗りつつ、-15Vになっている。
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![[Pasted image 20240816163111.png]]
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L1の電流。 5.5A以下になっているからいいのではないか。
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![[Pasted image 20240816163236.png]]
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電流。 1.5A程度は流したかったので、こんなもんで良さそう。
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![[Pasted image 20240816163507.png]]\
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SoftStartが短かすぎて、リミッターに当たっている例(C4を0.001uにした)。
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L1の電流(青)が5.5A程度になってしばらくするとリミッターが発動してスイッチング動作が止まってしまい、電圧が-8V程度から下がらない。
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![[Pasted image 20240816163746.png]]
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## SoftStart無い、調整できない場合どうすんの
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以下は未検証。
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Soft Startが無い、固定されていて変更できない、などの場合どうするか？
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というのは、この資料に従えばよさそう。
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[[Extending the Soft Start Time in the TPS63010 Buck](https://www.ti.com/lit/pdf/slva553)](https://www.ti.com/lit/pdf/slva553)
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数のようにダイオードとコンデンサをFBに追加。時間はR1とC5の積くらいらしい。
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![[Pasted image 20240816164424.png]]
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コンデンサの放電ができないので、1Mくらいの抵抗を付けるのもよい。
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![[Pasted image 20240816164612.png]]
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詳細はオリジナルの資料を参照。そのうち検証してみる。 |