Victor Khasiev
雙象限電源可以為相同的輸出端口提供正電壓或負電壓,而 采用LT8714 4象限控制器可以輕松制造出這種電源。此處所 示的雙象限電源可用于多種應用,從玻璃貼膜(更改極性會改變晶體分子的排列)到測試測量設備,應用廣泛。
LT8714數據手冊描述了雙象限電源在第一個象限(正輸入、正輸出)和第三個象限(正輸入、負輸出)的工作方式。注意,在這兩個象限中,電源都提供源電流,因此會產生電源,而非接收電源。第二象限和第四現象產生接收電源。
電路描述及功能
圖1所示為雙象限電源LT8714的電路圖。動力系統由NMOS QN1、NMOS QN2、PMOS QP1、PMOS QP2、電感L1、電感L2、耦合電容 CC,以及輸入和輸出濾波器組成。電感L1和L2是兩個分立式非耦合電感,可以降低變換器成本。
圖1. 基于LT8714的雙象限電源的電路圖,6 A時,其 VIN 12 V, VO ±5 V
要正確選擇有源和無源組件,需要先了解各個象限存在的電壓應力和電流電平。為此,請查看圖2所示的正輸出功能拓撲。
圖2. 雙象限工作拓撲,提供正輸出。
當伏秒平衡處于穩定狀態時,可從下面的公式得出占空比:
為了驗證該設計,我們對演示電路DC2240A 實施了改造,與圖1所示的原理圖一致。對于這兩種情形,輸入標稱電壓為12 V,最大電流為6 A時,輸出電壓為±5 V。
該設計的測量效率如圖3所示。正輸出超過了負輸出,這與理論計算的結果一致。在負輸出配置中,組件上的電壓應力和電流都更高,這種配置會提高損耗,降低效率。
圖3. 變換器效率曲線: VIN為 12 V, VOUT 為+5 V和–5 V,最大IO為6 A。
圖4顯示輸出電壓與控制電壓 VCTRL之間具有良好的線性關系。對于這個配置,電路加載1 Ω電阻,控制電壓范圍為0.1 V至1 V。
圖4. 輸出電壓VOUT與控制電壓 VCTRL的關系圖。 當 VCTRL 從0.1 V增加至1 V 時, VOUT 從–5 V逐漸變化到+5 V。
使用兩個 LTspice? 模型,我們可以分析LT8714的性能,第一個模型顯示 電源狀態良好, 第二個模型使用 非耦合電感 。
結論
本文展示了一個使用LTC8714的簡單的雙象限電壓電源電路。該設計經過測試和驗證,證明采用LTC8714控制器具有出色的線性度。
審核編輯:郭婷
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