双极性电源如何提供电流(双极性电源原理分析)
双极性电源提供电流的工作原理是怎么样的呢?
下图的波形显示了双极性电源电路的工作状态。在vin端施加输入电压时,如果输入降至12v以下,升压转换器会将其输出vinter调节至12v。
如果vin超过标称12v汽车电轨的12v典型值,升压转换器会进入pass-thru?。在这种模式下,顶部mosfetq1会在100%占空比始终导通工作,所以不会进行切换操作;施加于4象限转换器的电压vinter相对稳定地保持在vin。
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图1.vin从14v降低至5v时的波形。
vin=5v/div,vout=5v/div,升压sw=10v/div,时标为200μs/div。
与典型的2级器件(即升压转换器后接降压/反相)相比,这种方法大幅提升了系统效率。这是因为pass-thru模式下(系统大部分时间都处于此模式)的效率可以接近100%,实质上将功率系统转变为单级转换器。
如果输入电压降低至12v电平以下(例如,在冷启动期间),升压转换器将切换为将vinter至12v调节至12v。采用此方法,即使输入电压急剧下降,4象限转换器也能够提供±10v电压。
控制电压达到最大值(在本例中,为1.048v)时,转换器输出为 10v。控制电压达到最小值(100mv)时,转换器输出为–10v。
控制电压与输出电压之间的关系如图2所示,其中控制电压为60hz正弦信号频率,峰峰值幅度为0.9048v。由此得到的转换器输出为相应的60hz正弦波,峰峰值幅度为20v。输出从–10v平稳变化为 10v。

图2.与正弦控制信号呈函数关系的正弦波输出波形。
vctrl=0.5v/div,vout=5v/div,时标为5ms/div。
在此工作模式下,4象限转换器调节输出电压。输出电压由u1通过其fb引脚上的电阻rfb来感测。将该引脚上的电压与控制电压相比较,并根据比较结果调节转换器的占空比(即qn1上的栅极信号),使输出电压保持稳定。
如果vinter,control,或vout发生变化,会进行占空比调制,从而相应地调节输出。mosfetqp1与qn1同步开关,以实现同步整流,进一步充分提高效率,如图3所示。
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图3.效率与负载电流的关系
图:ata-4014高压功率放大器指标参数
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