隨著電子技術的飛速發(fā)展，現(xiàn)代電子測量裝置往往需要負電源為其內部的集成電路芯片與傳感器供電。如集成運算放大器、電壓比較器、霍爾傳感器等。
    負電源的好壞很大程度上影響電子測量裝置運行的性能，嚴重的話會使測量的數(shù)據(jù)大大偏離預期。目前，電子測量裝置的負電源通常采用抗干擾能力強，效率高的開關電源供電方式。以往的隔離開關電源技術通過變壓器實現(xiàn)負電壓的輸出，但這會增大負電源的體積以及電路的復雜性。而隨著越來越多專用集成DC/DC控制芯片的出現(xiàn)，使得電路簡單、體積小的非隔離負電壓開關電源在電子測量裝置中得到了越來越廣泛的應用。因此，對非隔離負電壓開關電源的研究具有很高的實用價值。
    傳統(tǒng)的非隔離負電壓開關電源的電路拓撲有以下兩種，如圖1、圖2所示。圖3是其濾波輸出電容的充電電流波形。由圖3可見，采用圖2結構的可獲得輸出紋波更小的負電壓電源，并且在相同電感峰值電流的情況下其帶負載能力更強。由于圖2的開關器件要接在電源的負極，這會使得其控制電路會比圖1來得復雜，因此在市場也沒有實現(xiàn)圖2電路結構（類似于線性穩(wěn)壓電源調節(jié)芯片7915功能）的負電壓開關電源控制芯片。

    為了彌補現(xiàn)有非隔離負電壓開關電源技術的不足，以獲得一種帶負載能力強、輸出紋波小的非隔離負電壓開關電源，本文提出一種采用Boost開關電源控制芯片LT1935及分立元件實現(xiàn)了圖2所示原理的基于峰值電流控制的新型非隔離負電壓DC/DC開關電源。

    圖1 傳統(tǒng)的非隔離負電壓開關電源電路結構1

    圖2 傳統(tǒng)的非隔離負電壓開關電源電路結構2

    圖3 兩種開關電源濾波電容的充電電流波形
    1 工作原理分析

    圖6給出圖5利用平均電路法建立的非隔離負電壓Buck開關電源CCM大信號模型。設Vi為輸入電壓的穩(wěn)態(tài)值，Vo為輸出電壓的穩(wěn)態(tài)值，Vpc為受控電壓源兩端電壓的穩(wěn)態(tài)值，Ii為輸入電流的穩(wěn)態(tài)值，IL為輸出電感電流的穩(wěn)態(tài)值，D為占空比的穩(wěn)態(tài)值。

    圖6 非隔離負電壓Buck開關電源CCM大信號模型
    引入上述穩(wěn)態(tài)值對應的小信號擾動。
    令：

    可以推導出：

    若小信號干擾滿足D,忽略二次項并化簡等式（3）和等式（4）得，的線性化表達式為：

    根據(jù)等式（5）和等式（6），即可得到圖7所示的用理想變壓器表示非隔離負電壓Buck開關電源的CCM小信號模型。

    圖7 非隔離負電壓Buck開關電源CCM小信號模型