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采用降压型控制器产生负电压

时间:2019-11-04 作者:Victor Khasiev,Analog Devices公司 阅读:
汽车信息娱乐系统中正越来越多地采用负电压来为LCD显示屏供电。同样,在工业和铁路环境中,负电压轨可满足仪表和监视应用的需要。在所有的情况下,负电压轨均必须用正电源产生,但是正至负IC不像降压型控制器那样容易获得。

汽车信息娱乐系统中正越来越多地采用负电压来为LCD显示屏供电。同样,在工业和铁路环境中,负电压轨可满足仪表和监视应用的需要。在所有的情况下,负电压轨均必须用正电源产生,但是正至负IC不像降压型控制器那样容易获得。制造商不太可能拥有经过测试的合格负输出转换器,却很可能已经有了一些经过核准的降压型控制器,例如LTC3892双输出控制器。为避免因测试专用负输出转换器招致额外的耗时和成本,可使用LTC3892双输出降压型控制器以Ćuk拓扑产生负输出电压。

双输出转换器:–12V/3A和3.3V/10A

LTC3892是一款双输出控制器,其中一个输出可用于提供一个正电压,而另一个通道则用于产生一个负电压,如图1所示。这款解决方案的输入电压范围为6V至40V,其中VOUT1等于3.3V(10A),VOUT2等于–12V(3A)。VOUT1配置为直通式降压型转换器拓扑,具有功率链路组件Q2、Q3、L1,以及输出滤波电容器。将输出设定为3.3V无需在VFB引脚上布设分压器(直接连接至输出),因为LTC3892-2具有固定的3.3V或5V输出(分别通过将VPRG1接地或连接至INTVCC来设定)。

adi-1.jpg

图1.一款用于产生正电压和负电压的解决方案。VOUT1为3.3V(10A),VOUT2为–12V(3A)

VOUT2是一个负输出电压(相对于GND)。运放U2(LT1797)连线为一个差分放大器,用于检测该负电压并将其调整为LTC3892误差放大器(EA)的0.8V基准。在这一方法中,LTC3892的EA和这个运放均参考于系统GND,从而简化了电源控制和功能。用于设定负输出电压的种子公式为:

VOUT2采用异步Ćuk拓扑,并包括功率链路组件Q1、D1、L2和输出滤波电容器。Ćuk拓扑在其他技术文献中有广泛涉及,所以这里就不详细介绍了。功率链路组件上承受的应力可用下面的公式概括:

这款解决方案的评估采用了DC2727A演示板,图2示出了VOUT2效率。另外,这种方法在我们LTC3892-2的LTspice®仿真模型中也是可用的。

adi-2.jpg

图2.在14V输入时负输出(VOUT2)的效率

结论

LTC3892是一款通用和灵活的控制器,虽然在表面上是专为同步降压型转换而设计的,但是它也可在Ćuk拓扑中使用,为汽车、工业和其他应用产生正电压和负电压。

作者简介

Victor Khasiev是Analog Devices的一名高级应用工程师。Victor在电力电子(包括AC/DC和DC/DC转换)方面具备丰富的经验。他拥有两项专利,并撰写了多篇文章。这些文章有关ADI半导体器件在汽车和工业领域的应用。文章的内容涵盖升压、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。他的专利为高效功率因数校正解决方案和先进栅极驱动器方面。Victor乐于为ADI客户提供支持,解答有关ADI产品的问题,设计和验证电源原理图,排布印刷电路板,故障排查,并参与测试最终系统。联系方式:victor.khasiev@analog.com。

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