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对图4所示的电路进行实验研究,实验电路的主要参数为,输入电压Vi=-24V,输出电压Vo=-15V,输出电感L1=33μH,输出电容C1=10μF,二极管VD1为肖特基二极管1N5819。
由图12所示的输出电压波形可得,利用图4所示的非隔离负电压DC/DC开关电源可以很容易实现负电压的稳定输出。并且反馈回路的静态放大倍数很大,使输出的负电压有很好的稳态特性。
图12 满载时LT1935内部功率三极管集电极电压和输出电压波形示意图
图12给出了满载情况下电源控制器LT1935内部功率三极管集电极输出电压的波形。可见在满载时系统不会产生过高的峰值电流,电感电流的波动小,即输出纹波电流得到很好的抑制,有利于非隔离负电压DC/DC开关电源的高效率工作和带负载能力。同时系统的开关频率很高,反馈回路的带宽得到了保证。
图13给出了满载情况下输出纹波电压的波形,显然,输出纹波电压的波动小,且无脉动,输出纹波电压得到了很有效的抑制。
图13 满载时输出电压和输出纹波电压波形示意图
4 结论
提出了一种基于峰值电流控制的新型非隔离负电压DC/DC开关电源设计方案。在连续电流模式下,保证输出电容能通过输出电感得到持续充电,使输出纹波得到了有效的抑制,从而达到提高系统带负载能力以及效率的目的。同时结合平均电路法构建该开关电源在CCM条件下的小信号模型,设计了电压外环的补偿网络,增强了系统的整体性能。实验测试表明,本方案简单、合理、可行,具有一定的工程实际意义。