ADI：双端口双极性电源电路及功能描述
简介
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。
作者简介
victor khasiev是adi公司的高级应用工程师，在ac/dc和dc/dc转换的电力电子领域拥有丰富的经验。他拥有两项专利，并撰写了多篇文章。这些文章涉及adi半导体器件在汽车和工业应用中的使用，涵盖升压、降压、sepic、正压至负压、负压至负压、反激式和正激式转换器、以及双向备份电源。他的专利与高效功率因数校正解决方案和先进栅极驱动器有关。victor乐于为adi公司客户提供技术支持，解答有关adi公司产品、电源原理图设计和验证、印刷电路板布局、故障排查以及最终系统测试的问题。
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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，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。
作者简介
victor khasiev是adi公司的高级应用工程师，在ac/dc和dc/dc转换的电力电子领域拥有丰富的经验。他拥有两项专利，并撰写了多篇文章。这些文章涉及adi半导体器件在汽车和工业应用中的使用，涵盖升压、降压、sepic、正压至负压、负压至负压、反激式和正激式转换器、以及双向备份电源。他的专利与高效功率因数校正解决方案和先进栅极驱动器有关。victor乐于为adi公司客户提供技术支持，解答有关adi公司产品、电源原理图设计和验证、印刷电路板布局、故障排查以及最终系统测试的问题。
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