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產(chǎn)生負(fù)電壓的同步降壓電路

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作者:John Betten,Texas Instruments 時間:2005-11-09 來源: 收藏
    許多電子系統(tǒng)需要正負(fù)兩種電壓才能正常工作。由較高輸入電壓高效產(chǎn)生很低的正輸出電壓通常都需要使用同步降壓穩(wěn)壓器。但是,當(dāng)由正輸入電壓產(chǎn)生負(fù)輸出電壓時,一般使用回掃拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),輸出電流較大時尤其是如此。和負(fù)回掃電路(又稱降壓-升壓電路)的工作特性和控制特性是極不相同的。圖1示出了一種負(fù)回掃電路所需的基本元件。當(dāng)場效應(yīng)管Q1導(dǎo)通時,電感器L1兩端就有輸入電壓,而這時無輸入電流流入負(fù)載。這時送入負(fù)載的所有輸出電流均來自輸出電容C1,因為二極管D1是反向偏置的。電感器中的電流繼續(xù)增大,直到控制電路確定關(guān)斷場效應(yīng)Q1的合適時間為止。那時候,為了保持電流流動,電感器L1兩端的電壓極性相反,使電感器頂端電位相對于地是負(fù)的,進(jìn)而迫使二極管D1導(dǎo)通。輸出電壓變負(fù)到電感器電壓的二極管壓降以內(nèi)。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/9598.htm

圖1  這一回掃拓樸結(jié)構(gòu)可利用正輸入電壓產(chǎn)生負(fù)輸出電壓。

  控制電路工作時的占空因子也與的不同。雖然工作的占空因子為,但負(fù)回掃電路工作的占空因子為。例如,如果所需輸出電壓為輸入電壓的一半,則同步降壓電路工作占空因子為50%,而負(fù)回掃電路的只有33%。圖1的簡單負(fù)回掃電路與圖2的同步降壓控制器負(fù)回掃電路的比較是很直觀的。在圖2中,場效管Q2映射了二極管D1的功能,但該二極管的正向壓降減小了。這一正向壓降的減小可大大提高效率。二極管D3只是在場效應(yīng)管Q1和Q2都截止的短短停滯時間內(nèi)導(dǎo)通,從而可進(jìn)一步降低損耗。反饋電壓通過電阻R1出現(xiàn)在輸出接地端,因為控制電路是以負(fù)輸出電壓為基準(zhǔn)的。R2通常將輸出電壓設(shè)定到所需的電平,因為它不像R1那樣可以改變反饋補償網(wǎng)絡(luò)。要想改變輸入電壓、輸出電壓或同時改變輸入輸出電壓,就需要改變電感器的電感值。電感器最小的電感值為:
  請注意在這類電路中使用控制器的某些局限。因為控制電路是以負(fù)輸出電壓為基準(zhǔn)的,所以控制器必須具有大于的額定輸入電壓。此外,還必須確定控制器的VIN(最小),即當(dāng)輸出電壓為零時,系統(tǒng)上電時發(fā)生的輸入電壓。能在很寬的輸入電壓范圍內(nèi)工作的控制器,其性能一般為最好。場效應(yīng)管的漏極-源極額定電壓也必須允許,而且場效應(yīng)管必須傳送大于兩倍輸出電流的峰值電流。低阻而又快速的開關(guān)場效應(yīng)管,其產(chǎn)生的損耗是最小的。該電路的主要優(yōu)點是效率高。因為該電路使用N溝道場效應(yīng)管(而P溝道場效應(yīng)管電阻較大,價格較高),所以該電路的最高效率優(yōu)于90%。


圖2  同步降壓控制器成為這一負(fù)回掃電路的核心。



關(guān)鍵詞: 同步降壓電路 負(fù)電壓

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