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            雙極性電源如何提供電流?原理分析-KIA MOS管

            信息來源:本站 日期:2022-03-24 

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            雙極性電源如何提供電流?原理分析-KIA MOS管


            雙極性電源提供電流的工作原理是怎么樣的呢?

            下圖的波形顯示了雙極性電源電路的工作狀態。在 VIN 端施加輸入電壓時,如果輸入降至 12 V 以下,升壓轉換器會將其輸出 VINTER 調節至 12 V。


            如果 VIN 超過標稱 12 V 汽車電軌的 12 V 典型值,升壓轉換器會進入 Pass-Thru? 。在這種模式下,頂部 MOSFET Q1 會在 100%占空比始終導通工作,所以不會進行切換操作;施加于 4 象限轉換器的電壓 VINTER 相對穩定地保持在 VIN。


            雙極性電源

            圖 1.VIN 從 14 V 降低至 5 V 時的波形。

            VIN = 5 V/div ,VOUT = 5 V/div ,升壓 SW = 10 V/div ,時標為 200 μs/div 。


            與典型的 2 級器件(即升壓轉換器后接降壓 / 反相)相比,這種方法大幅提升了系統效率。這是因為 Pass-Thru 模式下(系統大部分時間都處于此模式)的效率可以接近 100%,實質上將功率系統轉變為單級轉換器。


            如果輸入電壓降低至 12 V 電平以下(例 如,在冷啟動期間),升壓轉換器將切換為將 VINTER 至 12 V 調節至 12 V。采用此方法,即使輸入電壓急劇下降,4 象限轉換器也能夠提供±10 V 電壓。


            控制電壓達到最大值(在本例中,為 1.048 V)時,轉換器輸出為+10 V??刂齐妷哼_到最小值(100 mV)時,轉換器輸出為–10 V。


            控制電 壓與輸出電壓之間的關系如圖 2 所示,其中控制電壓為 60 Hz 正弦信號頻率,峰峰值幅度為 0.9048 V。由此得到的轉換器輸出為相應的 60 Hz 正弦波,峰峰值幅度為 20 V。輸出從–10 V 平穩變化為+10 V。


            雙極性電源

            圖 2. 與正弦控制信號呈函數關系的正弦波輸出波形。

            VCTRL= 0.5 V/div, VOUT = 5 V/div ,時標為 5 ms/div 。


            在此工作模式下,4 象限轉換器調節輸出電壓。輸出電壓由 U1 通過其 FB 引腳上的電阻 RFB 來感測。將該引腳上的電壓與控制電壓相比較,并根據比較結果調節轉換器的占空比(即 QN1 上的柵極信號),使輸出電壓保持穩定。


            如果 VINTER, CONTROL, 或 VOUT 發生變化,會進行占空比調制,從而相應地調節輸出。MOSFET QP1 與 QN1 同步開關,以實現同步整流,進一步充分提高效率,如圖3所示。


            雙極性電源

            圖 3. 效率與負載電流的關系



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