雙端口雙極性電源

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(yīng)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(shè)備，應(yīng)用廣泛。

LT8714數(shù)據(jù)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(chǎn)生電源，而非接收電源。第二象限和第四現(xiàn)象產(chǎn)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(tǒng)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(yīng)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(wěn)定狀態(tài)時，可從下面的公式得出占空比：

為了驗證該設(shè)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(shè)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(jié)果一致。在負輸出配置中，組件上的電壓應(yīng)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(guān)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(guān)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(tài)良好， 第二個模型使用 非耦合電感 。

結(jié)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(shè)計經(jīng)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