在电子电路设计中，电源转换器起着至关重要的作用，它常用于从现有的电压轨为电路生成稳定的电源电压。在大多数应用场景中，电压通常通过降压转换开关稳压器来降低；而当需要升高电压时，则一般利用升压型转换器来实现。降压和升压这两种拓扑结构在众多领域都有广泛的应用。
然而，在某些特定的情况下，电压需要进行反相处理。多数时候，是要将正电源电压转换为负电压。这样做的目的主要是为信号路径中的传感器供电，使其能够处理具有正负电压偏转的信号。例如，在运算放大器的应用中，常常使用 +5V 和 -5V 作为电源，以处理信号电压。此外，在一些应用中，需要负电压来安全地关断 MOSFET 的栅极。
为了从现有的正电压产生负电压，图 1 所示的反相拓扑是一种合适的解决方案。在这种电路中，正电压被转换为负电压。其电路结构相对简单，不需要使用变压器，可以利用标准的降压型开关稳压器 IC 来构建。在该电路中，降压型稳压器的输出电压连接至系统接地端，GND 引脚的电压即为负电压，并且该负电压可以通过电阻分压器 Rfb1 和 Rfb2 进行调节。
除了将正电压转换为负电压的应用之外，有时还需要将负电压转换为正电压。在电信领域，就经常需要将 -48V 转换为 +48V；在工业领域，也存在类似的需求。针对这一需求，有一种不需要变压器的高效解决方案。图 2 展示了一种反相升压转换器，它能够从负电压产生正电压。这种转换器需要使用升压型稳压器 IC，而不是降压型稳压器。在设计时，电源电平必须以适当的方式进行设计，使得开关的相应体二极管能够沿正确的方向导通。
为了高效地将负电压转换为正电压，并实现多种特性，往往需要额外的元器件。例如，不同的设置引脚需要进行电平转换，以实现软启动或时钟同步等功能。这些引脚上允许的电压范围取决于开关稳压器 IC 的 GND 引脚，也就是负输入电压。
为了在较高功率下也能实现平稳的切换，可以使用专用开关稳压器 IC 来有效地完成从负电压到正电压的转换。LTC7899 就是这样一款专门设计的 IC，它是一款开关电源升压转换器控制器，专为将负电压转换为正电压而设计。它使用外部开关，并且能够同步工作，在输入和输出之间提供高达 135V 的极宽电压范围。图 3 显示了仿真程序 LTspice 中的 LTC7899 反相电路实现方案，用户可以借助该软件对电路进行仿真分析，从而更好地了解电路的性能和特性。
综上所述，无需变压器也能够轻松地实现负电压和正电压的反相。在众多应用中，都需要这样的反相功能。目前，已经有多种简单的解决方案，并且有众多合适的电源转换器 IC 可供选择。然而，要设计出高性能、易于使用的电路，使用 LTC7899 等特殊开关控制器将是非常合适的选择。
