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,6 a时,其vin 12 v,vo ±5 v。
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12 v,最大电流为6 a时,输出电压为±5 v。
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12 v,vout为+5 v和–5 v,最大io为6 a。
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1 ω电阻,控制电压范围为0.1 v至1 v。
图4.输出电压vout与控制电压vctrl的关系图。当vctrl从0.1 v增加至1 v时,vout从–5 v逐渐变化到+5 v。
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 。
结论
本文展示了一个使用ltc8714的简单的双象限电压电源电路。该设计经过测试和验证,证明采用ltc8714控制器具有出色的线性度。
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