在汽車信息娛樂系統(tǒng)、工業(yè)以及鐵路環(huán)境中，為滿足LCD顯示屏供電和儀表監(jiān)視應(yīng)用需求，常常需要產(chǎn)生負(fù)電壓軌。然而，專門設(shè)計(jì)的正至負(fù)轉(zhuǎn)換器并不像降壓型控制器那樣普及，這促使工程師尋找替代方案來(lái)避免額外的設(shè)計(jì)與測(cè)試成本。本文介紹如何利用LTC3892雙輸出降壓型控制器以C`uk拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生所需的負(fù)輸出電壓。

雙輸出解決方案：-12V/3A 和 3.3V/10A

LTC3892是一款高性能雙輸出控制器，能夠同時(shí)提供正電壓和負(fù)電壓輸出。一個(gè)典型的配置如圖1所示，該電路輸入電壓范圍為6V至40V，其中VOUT1設(shè)定為3.3V（10A），用于直通式降壓轉(zhuǎn)換；而VOUT2則被配置為-12V（3A）。對(duì)于VOUT1而言，無(wú)需外部分壓器即可將輸出設(shè)置為固定值，這得益于LTC3892-2的內(nèi)部配置選項(xiàng)。

圖 1. 一款用于產(chǎn)生正電壓和負(fù)電壓的解決方案。VOUT1 為 3.3V (10 A)，VOUT2為 –12V (3A)。

負(fù)電壓輸出設(shè)計(jì)考量

VOUT2作為相對(duì)于GND的負(fù)輸出電壓，其電壓檢測(cè)通過(guò)運(yùn)放U2（LT1797）完成，它作為一個(gè)差分放大器，將檢測(cè)到的負(fù)電壓調(diào)整至LTC3892誤差放大器可接受的范圍內(nèi)。此方法中，誤差放大器和運(yùn)放均參考于系統(tǒng)GND，從而簡(jiǎn)化了控制邏輯。此外，VOUT2采用異步Cuk拓?fù)洌üβ试1、D1、L2及濾波電容。雖然本文不深入探討Cuk拓?fù)涞木唧w細(xì)節(jié)，但其原理廣泛記錄于技術(shù)文獻(xiàn)中。

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與仿真模型

該設(shè)計(jì)方案已在DC2727A演示板上進(jìn)行了評(píng)估，圖2展示了VOUT2的效率表現(xiàn)。此外，LTC3892-2的LTspice?仿真模型也為工程師提供了便利，使得在實(shí)際硬件測(cè)試前即可對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化和驗(yàn)證。這種靈活性不僅加速了產(chǎn)品開發(fā)周期，同時(shí)也減少了因物理原型制作帶來(lái)的成本增加。

圖 2. 在14V 輸入時(shí)負(fù)輸出(VOUT2)的效率。

結(jié)論

LTC3892以其通用性和靈活性，超越了傳統(tǒng)的同步降壓轉(zhuǎn)換功能，能夠在C`uk拓?fù)渲懈咝У厣烧妷汉拓?fù)電壓，適用于汽車、工業(yè)及其他領(lǐng)域中的多種應(yīng)用場(chǎng)景。無(wú)論是為了降低開發(fā)成本，還是為了加快上市時(shí)間，LTC3892都提供了一個(gè)有效的解決方案，使得工程師可以更加專注于創(chuàng)新而非基礎(chǔ)架構(gòu)的重新設(shè)計(jì)。通過(guò)合理配置，即使是面對(duì)復(fù)雜的電源管理挑戰(zhàn)，也能輕松應(yīng)對(duì)。

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