在锗 PNP 型三极管 (类似于现在无价之宝的旧式 “三极管收音机” 中所用的) 大行其道的上世纪 50 时代及 60 时代初,负电压轨曾一度是习以为常的东西。现在,NPN 三极管的运用则更为遍及,由于其作业功能基本上优于 PNP 晶体管。关于负电压轨的需求减少了,然后导致有些电路规划师在面临负电压轨时显得经历匮乏。
如今,负电压轨的用处首要限制在 –48V “电信” 电源,或作为正电源的配套电源 (用于供给双路运放电压轨)。
使问题愈加杂乱的是,新式运用有时需求一个可变的负电压轨。这儿提出的规划选用一个 LTC3630 同步降压型转换器以把一个 +24V 输入转换为一个 0V 至 –20V 的可变输出。其适合在 –20V 电压条件下供给略高于 200mA 的输出电压 (即:4W)。
LTC3630 在 “负输出降压” 形式中运用,该形式曩昔被称为 “降压-升压” (在咱们的正至正四开关同步降压升压型转换器面市之前)。
实际上,当以这种办法衔接时其运转于“反激”形式,该形式的特征是被切断的高 di/dt 输入和输出电流波形。在输入和输出端均必需布设低 ESR 陶瓷%&&&&&%器,以使 AC 电流部分地循环活动 (由此使它们远离输入和输出配线)。应紧记的另一点是:峰值开关电压等于 VIN + |VOUT|。并且,电源开关和电感器还需求传输输入和输出电流波形 (峰值和悉数) 之和。
电路解析
图 1 和图 2 示出了两种可行的电压操控计划。图 1 中的解决计划选用一个 LT6016 双路运放。第一个扩大器担任对一个 0V–5V 操控信号 (可估测来自一个 LTC2630-H DAC) 进行反相和增益扩大,以发生一个 0V 至 –20V 的操控信号。第二个扩大器则用于强制 VOUT 与操控信号相匹配。除了主可变负输出以外,该规划还需求为运放供给一个独自的负电源。
图 1:具可变输出的正至负转换器选用 LTC3630 和两个运放
图 2 示出了一种更简略的负 VOUT 操控办法。衔接至反应分压器顶端的单个 LT6015 运放恰当地上下“拉动”VOUT,并不需求额定的电源轨。
编者结语
可变电压轨是有些不同寻常的要求 (特别是当其为负时),但它的确会不时地呈现。一般来说,它被用于操控比如超声波换能器或 RF 扩大器等器材的功率等级。可容易地运用简直任何开关电源 (反相或同相、降压或升压) 来完成一个可变电压轨。关键就在于应运用一个 DAC 和固定电阻器。把一个数字电位器用作可变反应电阻器具有令人遗憾的不良影响,即导致反应环路增益发生变化 (这取决于 VOUT 设置)。选用一个 DAC 可避开该问题。