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双象限电源可以为相同的输出端口提供正电压或负电压,而采用 LT8714 4 象限控制器可以轻松制造出这种电源。此处所示的双象限电源可用于多种应用,从玻璃贴膜(更改极性会改变晶体分子的排列)到测试测量设备,应用广泛。
Lt8714 数据手册描述了双象限电源在第一个象限(正输入、正输出)和第三个象限(正输入、负输出)的工作方式。注意,在这两个象限中,电源都提供源电流,因此会产生电源,而非接收电源。第二象限和第四现象产生接收电源。 电路描述及功能 图 1 所示为双象限电源 LT8714 的电路图。动力系统由 NMOS QN1、NMOS QN2、PMOS QP1、PMOS QP2、电感 L1、电感 L2、耦合电容 CC,以及输入和输出滤波器组成。电感 L1 和 L2 是两个分立式非耦合电感,可以降低变换器成本。 要正确选择有源和无源组件,需要先了解各个象限存在的电压应力和电流电平。为此,请查看图 2 所示的正输出功能拓扑。 图 1. 基于 LT8714 的双象限电源的电路图,6A 时,其 VIN 12V,VO ±5V。 图 2. 双象限工作拓扑,提供正输出。 当伏秒平衡处于稳定状态时,可从下面的公式得出占空比: 为了验证该设计,我们对演示电路 DC2240A 实施了改造,与图 1 所示的原理图一致。对于这两种情形,输入标称电压为 12V,最大电流为 6A 时,输出电压为±5V。 该设计的测量效率如图 3 所示。正输出超过了负输出,这与理论计算的结果一致。在负输出配置中,组件上的电压应力和电流都更高,这种配置会提高损耗,降低效率。 图 3. 变换器效率曲线:VIN 为 12V,VOUT 为+5V 和–5V,最大 IO 为 6A。 图 4 显示输出电压与控制电压 VCTRL 之间具有良好的线性关系。对于这个配置,电路加载 1Ω电阻,控制电压范围为 0.1V 至 1V。 图 4. 输出电压 VOUT 与控制电压 VCTRL 的关系图。当 VCTRL 从 0.1V 增加至 1V 时,VOUT 从–5V 逐渐变化到+5V。 使用两个 LTspice®模型,我们可以分析 LT8714 的性能,第一个模型显示电源状态良好,第二个模型使用非耦合电感。 |
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