双极电源提供电流的工作原理分析

双极电源提供的电流的工作原理是什么？下面的波形显示了双极电源电路的工作状态。在VIN端子上施加输入电压时，如果输入电压降至12 V以下，则升压转换器会将其输出VINTER调整为12V。如果VIN超过标称12 V车轨的12 V典型值，则升压转换器将进入Pass-Thru™。在这种模式下，顶部MOSFET Q1将始终以100％的占空比导通，因此将不执行任何开关操作。施加到四象限转换器的电压VINTER在VIN处保持相对稳定。图1. VIN从14 V降至5 V时的波形。VIN= 5 V / div，VOUT = 5 V / div，升压SW = 10 V / div，时标为200 µs / div。与典型的2级设备（即升压转换器，后接降压/反相）相比，该方法大大提高了系统效率。这是因为直通模式（系统大部分时间都处于这种模式）下的效率可以接近100％，从本质上将电源系统转换为单级转换器。如果输入电压降至12 V以下（例如，在冷启动期间），则升压转换器将切换以将VINTER调节至12 V至12V。使用这种方法，即使输入电压急剧下降，4-象限转换器可提供±10 V的电压。当控制电压达到最大值（在此示例中为1.048 V）时，转换器输出为+10V。当控制电压达到最小值（100 mV）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60 Hz正弦信号频率，峰峰幅度为0.9048V。所得的转换器输出为相应的60 Hz正弦波，其峰峰值幅度为20V。输出从–10 V平滑变化至+10V。图2.正弦波输出波形与正弦控制信号的关系。 VCTRL = 0.5 V / div，VOUT = 5 V / div，时标为5 ms / div。在这种工作模式下，四象限转换器调节输出电压。 U1通过其FB引脚上的电阻RFB感测输出电压。比较此引脚上的电压与控制电压，并根据比较结果调整转换器的占空比（即QN1上的栅极信号），以保持输出电压稳定。如果VINTER，CONTROL或VOUT发生变化，将执行占空比调制以相应地调整输出。 MOSFET QP1和QN1同步切换以实现同步整流并进一步充分提高效率，如图3所示。图3.效率与负载电流之间的关系