HRP-N3 - серия источников питания с максимальной пиковой мощностью в 350% от MEAN WELL

Обратная связь в преобразователях с отрицательным выходным напряжением

Linear Technology LT1172

Существуют различные схемы импульсных регуляторов, преобразующих положительное напряжение в отрицательное. К сожалению, на большинство контроллеров напрямую подавать отрицательное выходное напряжение нельзя; им требуется положительный сигнал обратной связи, полученный из отрицательного выходного напряжения. Это создает проблему. Простое решение обеспечивает схема, представленная на Рисунке 1.

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Преобразователь напряжения 10/20 В в -24 В.
Рисунок 1. Преобразователь напряжения 10/20 В в –24 В.

LT1172 – это микросхема универсального импульсного регулятора, содержащая встроенный ШИМ-контроллер 100 кГц и силовой ключевой транзистор. На Рисунке 1 показан регулятор LTC1172, сконфигурированный для получения отрицательного выходного напряжения с использованием популярной технологии зарядового насоса. Когда ключ открывается, в дросселе нарастает ток. В то же время заряд конденсатора C3 передается на выходной конденсатор C4. Когда ключ закрывается, энергия, накопленная в дросселе, заряжает конденсатор C3. Отрицательное выходное напряжение воспринимается специальной схемой смещения уровня, состоящей из транзисторов Q1, Q2 и резисторов R1–R4.

В нормальных условиях потенциал базы транзистора Q1 примерно на 0.6 В превышает уровень земли, а ток через резистор R3 определяется выходным напряжением. Если пренебречь током базы, то весь ток резистора R3 протекает через R2, создавая положительное смещение коллектора транзистора Q2, пропорциональное отрицательному выходному напряжению.

Включенный диодом транзистор Q2 используется для компенсации зависимости напряжения база-эмиттер Q1 от температуры и тока коллектора. Через оба транзистора протекает одинаковый коллекторный ток, и их напряжения база-эмиттер достаточно хорошо отслеживают друг друга. Поскольку напряжения база-эмиттер компенсируются, падение напряжения на резисторе R2 также прикладывается к выводу обратной связи VFB микросхемы LT1172.

Результирующее выходное напряжение определяется следующей формулой:

где VFB – внутреннее опорное напряжение 1.244 В микросхемы LT1172, а VBE – напряжение база-эмиттер транзистора Q1 (≈0.6 В). Член VBE в этой формуле указывает на некоторую зависимость выходного напряжения от входного напряжения и температуры. Однако отклонения, обусловленные этим фактором, обычно бывают значительно ниже 1%.

По сути, транзистор Q1 поддерживает на своем коллекторе постоянное напряжение, изменяя свой коллекторный ток, и будет работать правильно до тех пор, пока этот ток существует. Это накладывает на сопротивление R1 следующее ограничение: при минимальном входном напряжении ток через резистор R1 должен превышать ток через R2, что отражается следующим неравенством:

Если входное напряжение падает ниже заданного предела (например, при медленном запуске), и транзистор Q1 выключается, резистор R4 создает положительное смещение на выводе VFB микросхемы LT1172, и выходное напряжение уменьшается. Без резистора R4 вывод обратной связи не получал бы адекватного положительного сигнала, что заставляло бы LT1172 выдавать чрезмерное выходное напряжение и могло бы привести к повреждению схемы.

Описанная выше конфигурация обратной связи проста, но очень универсальна. Для того чтобы схема могла работать с различными входными и выходными напряжениями, требуется только изменение сопротивлений резисторов. Точно такой же метод обратной связи можно применять в преобразователях с другими топологиями – обратноходовой, Кука или инвертирующей, а также всякий раз, когда для обратной связи необходимо использовать отрицательное выходное напряжение.

Материалы по теме

  1. Datasheet Linear Technology LT1172
  2. Datasheet Fairchild 1N5819
  3. Datasheet Fairchild 2N5210

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Sensing negative outputs

41 предложений от 27 поставщиков
Buck, Boost, Cuk, Flyback, Forward Converter Switching Regulator IC Positive or Negative Adjustable 1.244V 1 Output 1.25A (Switch) TO-263-6, D²Pak (5...
ЭК ЗИП
Россия
LT1172CSW SOIC16
от 141 ₽
AliExpress
Весь мир
20 ~ LT1172 LT1172CS LT1172CS8 1172 SOP8 100% оригинальная новая фотография
38 ₽
ЗУМ-СМД
Россия
LT1172S8#TRPBF
Linear Technology
705 ₽
Vess Electronics
Весь мир
LT1172HVCQ#PBF
Linear Technology
по запросу
Электронные компоненты. Бесплатная доставка по России
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя