Топология Кука идеально подходит для получения отрицательного выходного напряжения из положительного напряжения питания. Отрицательные напряжения необходимы во многих системах для обеспечения возможности считывания сигналов с некоторых датчиков. Для этого может потребоваться питание сигнальной цепи, например, напряжением +5 В и –5 В или даже +15 В и –15 В. Отрицательные напряжения также используются для безопасного переключения некоторых коммутационных элементов, таких как карбид кремниевые (SiC) транзисторы.
Топология Кука также известна как инвертирующая топология 2L, поскольку она требует использования двух дросселей в цепи питания. На Рисунке 1 показана принципиальная схема топологии Кука.
 | |
| Рисунок 1. | Схема топологии Кука для получения отрицательных напряжений. |
При выборе подходящей микросхемы импульсного регулятора важно убедиться в наличии вывода обратной связи для отрицательного напряжения. Широкий выбор таких микросхем предлагает компания Analog Devices, как регуляторов со встроенными ключами, так и контроллеров с внешними переключающими транзисторами.
Основным фактором стоимости и занимаемого пространства топологии Кука является необходимость в двух дросселях. В то же время эти два индуктивных компонента находятся в сильноточной цепи преобразователя, как на ее входе, так и на выходе. Это препятствует быстрому переключению токов на входе и на выходе. Поэтому топология Кука обычно считается особенно малошумящей. Конечно, как и в любом другом импульсном регуляторе, в топологии Кука есть коммутируемые токи. На Рисунке 1 они показаны синим цветом в виде горячей петли. Под «горячей петлей» мы подразумеваем группу печатных проводников с быстрыми переключениями di/dt. Чтобы минимизировать помехи, создаваемые коммутируемыми токами, паразитная индуктивность и, следовательно, физические размеры этой петли должны быть минимальными.
Следовательно, при оптимальной компоновке платы для преобразователя Кука обратный диод D, разделительный конденсатор C и ключ S1 должны быть расположены как можно ближе друг к другу. При соответствующем расположении выводов микросхемы, такой как LT8330, компактное размещение этих линий не представляет проблемы. На Рисунке 2 показана область путей коммутируемых токов (горячая петля) в конкретной топологии платы.
 | |
| Рисунок 2. | Разводка печатной платы, оптимизированная для топологии Кука. |
Критический контур образован внешним диодом D, разделительным конденсатором C и внутренним соединением между выводами GND и SW микросхемы импульсного регулятора LT8330. Горячий контур спроектирован таким образом, чтобы быть максимально компактным.
На Рисунке 3 показан пример схемы с микросхемой LT8330, подходящей для использования в регуляторе с топологией Кука. Важной особенностью микросхемы является вывод FBX. Это специальный тип вывода обратной связи FB, на который можно подавать как отрицательные напряжения, необходимые в топологии Кука, так и положительные напряжения. Если LT8330 используется в повышающей или SEPIC-топологии, на вывод обратной связи подается положительное напряжение.
 | |
| Рисунок 3. | Пример схемы регулятора Кука с микросхемой LT8330. |
Индуктивность, как на входе, так и на выходе регулятора влияет на величину излучаемых им кондуктивных помех. При оптимизированной топологии платы с очень компактной горячей петлей достигается очень низкий уровень помех. Эти особенности делают регуляторы Кука исключительно подходящими для получения малошумящих отрицательных напряжений.