設(shè)計(jì)穩(wěn)定的雙極性電源,為運(yùn)算放大器、多路復(fù)用器、開關(guān)等供電可能很困難,特別是如果兩個(gè)電壓必須相對(duì)于非零或可調(diào)參考電平相互跟蹤。這種用于低功耗應(yīng)用的穩(wěn)壓電源(圖 1)產(chǎn)生一個(gè)主控制器輸出電壓 (VMAIN) 和兩個(gè)圍繞可調(diào)基準(zhǔn)電壓 (VREF) 對(duì)稱的跟蹤電壓。通過在 U1 的基本升壓轉(zhuǎn)換器電路中添加四個(gè)肖特基二極管 (D2–D5) 和兩個(gè)跨接電容器 (C2–C3) 來創(chuàng)建電路。
圖1.該單IC電路產(chǎn)生許多工業(yè)模擬應(yīng)用所需的雙極性電壓,以及STN LCD的對(duì)比度控制電壓。
U1 是一款高效的單輸出升壓轉(zhuǎn)換器,適用于需要高達(dá) 36V 輸出和寬輸入電壓范圍 (3V 至 11V) 的應(yīng)用。U1 無需外部開關(guān)器件,典型電源電流僅為 350μA,非常適合手持式和點(diǎn)負(fù)載型應(yīng)用。它的特點(diǎn)是負(fù)載高達(dá)120mW。
±30V 輸出以 VREF = 0V 的基準(zhǔn)電平為中心(圖 2)。對(duì)于 0.5mA 至 2mA 的平衡負(fù)載,跟蹤在寬輸入范圍內(nèi)非常出色。圖3顯示了當(dāng)VREF遠(yuǎn)離0V時(shí),+VOUT和-VOUT如何相互跟蹤。圖4顯示了需要非零VREF的一個(gè)例子,其中LCD對(duì)比度電壓必須圍繞VREF對(duì)稱,以避免液晶兩端的直流分量,這反過來會(huì)損壞LCD或縮短其使用壽命。
圖2.該圖顯示了圖2在不同負(fù)載條件下,在整個(gè)3V–11V輸入電壓范圍內(nèi)±VOUT和VMAIN的輸出。
圖3.該圖顯示圖1中的±VOUT輸出在基準(zhǔn)電壓變化方面相互跟蹤:±VOUT = VREF ±VMAIN。
圖4.為了避免損壞LCD上的直流分量,這些對(duì)比度波形圍繞參考電平VREF對(duì)稱。
U1內(nèi)部的FET重復(fù)將LX(引腳6)接地,然后釋放,使LX電壓在地和VMAIN加一個(gè)二極管壓降(D1)之間切換。該動(dòng)作產(chǎn)生±VOUT電壓,如下所示:
-VOUT 輸出,相位 1:LX 電壓上升到 VOUT + VDIODE 迫使 C3 另一側(cè)的電壓到 VREF + VDIODE,從而在 C3 上產(chǎn)生 VMAIN -VREF 的差分。LX 節(jié)點(diǎn)是我們的參考點(diǎn)。第 2 階段:當(dāng) LX 切換到地時(shí),負(fù)載側(cè) (-VOUT) 看到 -VMAIN + VREF,迫使電流從 -VOUT 負(fù)載通過 D5,并且循環(huán)重復(fù)。請(qǐng)注意,+VOUT 和 -VOUT 在交替的階段發(fā)展。由此產(chǎn)生的 -VOUT 電壓為
-VOUT = -VMAIN + VREF + VDIODE.
+VOUT 輸出,相位 2:當(dāng) LX 切換到地時(shí),C2 的負(fù)載側(cè)看到 VREF - VDIODE。然后,(階段1)LX上升到VMAIN + VDIODE迫使C2的另一側(cè)電壓為VMAIN + VREF。得到的+VOUT電壓為:
+VOUT = VMAIN + VREF - VDIODE.
這些負(fù)載方程表明,圖2和圖3表明,-VOUT和+VOUT相對(duì)于VMAIN相互跟蹤,并被VREF的一個(gè)二極管壓降抵消。D1–D5是低電流肖特基二極管。C2 和 C3 可以是 1nF 至 100nF 范圍內(nèi)的陶瓷電容器,最好額定電壓約為 2 × |VOUT|.較大的C2和C3值可在很寬的負(fù)載電流范圍內(nèi)提供更穩(wěn)定的輸出。L1 典型值為 47μH,輸出電容 C4–C6(以 1μF 值顯示)可根據(jù)允許的輸出紋波調(diào)整尺寸。
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