基于常见降压转换器的双极性、单路输出、可调节电源

• 文章关键词:

  GND

  台式电源

  双极性电源

• 简介

  台式电源（PS）往往有偶数个端口（忽略机箱端口）：一个正端口和一个负端口。使用台式电源产生正极性输出很容易：将负输出设置为GND，将正输出电压设置为正输出。产生负电源同样容易，只需将上述设置反转。但是，如何生产双极性电源，负载可以同时使用正电压和负电压？相对而言，这也很简单——只需将一个实验室通道的正端口连接到另一个通道的负端口，并称其为GND。另外两个端口（正和负）分别就是正负电源。结果得到一个三端口双极性电源，提供GND、正和负电压电平。由于使用了三个端口，因此在电源下游的正电源和负电源之间必须进行某种切换。

  如果应用要求同一电源端口为正或负（仅向负载提供两个端口的设置），该怎么办？这不是一个纯学术问题。在汽车和工业环境中，有些应用需要双极性、可调节的双端口电源。例如，从具异国风情的玻璃贴膜到测试测量设备，这些应用会使用双端口双极性电源。

  如前所述，传统双极性电源使用三个输出端口产生两路输出：正、负和GND。相比之下，单路输出电源应仅配备两个输出端口：一个GND和另一个可以为正也可以为负的输出端口。在此类应用中，输出电压可以通过单个控制信号在从最小负值到最大正值的全部范围内相对于GND调节。

  有些控制器专门用于实现双极性电源功能，例如双极性输出同步控制器LT8714。然而，对于许多汽车和工业制造商而言，对专用IC进行测试和认证需要一些时间和金钱上的投入。相比之下，许多制造商已经拥有预认证的降压转换器和控制器，因为无数汽车和工业应用中都会用到这些器件。本文介绍在不能选择专用双极性电源IC时如何利用降压转换器产生双极性电源。

  电路描述及功能

  图1显示了基于降压转换器的双极性（二象限）可调电源解决方案。输入电压范围为12 V至15 V；输出为±10 V范围内的任何电压，由控制块调节，支持高达6 A的负载。双路输出降压控制器IC是此设计的核心器件。每个降压－升压拓扑连接的一路输出产生稳定的－12 V电压（即图1中的－12 V负轨，其功率链路包括L2、Q2、Q3和输出滤波器C_O2）。

  －12 V电压轨用作第二通道的接地，控制器的接地引脚也连接到－12 V电压轨。总的来说，这是一个降压转换器，其输入电压为－12 V和V