采用降压型控制器产生负电压

引言

负电压被用于为汽车信息娱乐系统中数量越来越多的LCD显示屏供电。同样，在工业和铁路环境中，负电压轨可满足仪表和监视应用的需要。在所有的情况下，负电压轨均必须用正电源产生，但是正至负IC不像降压型控制器那样容易获得。制造商不太可能拥有经过测试的合格负输出转换器，却很可能已经有了一些经过核准的降压型控制器，例如LTC3892双输出控制器。为避免因测试专用负输出转换器招致额外的耗时和成本，可使用LTC3892双输出降压型控制器以Ćuk拓扑产生负输出电压。

双输出转换器：–12V/3A和3.3V/10A

LTC3892是一款双输出控制器，其中一个输出可用于提供一个正电压，而另一个通道则用于产生一个负电压，如图1所示。这款解决方案的输入电压范围为6V至40V，其中VOUT1等于3.3V(10A)，VOUT2等于–12V(3A)。VOUT1配置为直通式降压型转换器拓扑，具有功率链路组件Q2、Q3、L1，以及输出滤波电容器。将输出设定为3.3V无需在VFB引脚上布设分压器(直接连接至输出)，因为LTC3892-2具有固定的3.3V或5V输出(分别通过将VPRG1接地或连接至INTVCC来设定)。

图1.一款用于产生正电压和负电压的解决方案。VOUT1为3.3V(10A)，VOUT2为–12V(3A)

VOUT2是一个负输出电压(相对于GND)。运放U2(LT1797)连线为一个差分放大器，用于检测该负电压并将其调整为LTC3892误差放大器(EA)的0.8V基准。在这一方法中，LTC3892的EA和这个运放均参考于系统GND，从而简化了电源控制和功能。用于设定负输出电压的种子公式为：

VOUT2采用异步Ćuk拓扑，并包括功率链路组件Q1、D1、L2和输出滤波电容器。Ćuk拓扑在其他技术文献中有广泛涉及，所以这里就不详细介绍了。功率链路组件上承受的应力可用下面的公式概括：

这款解决方案的评估采用了DC2727A演示板，图2示出了VOUT2效率。另外，这种方法在我们LTC3892-2的LTspice®仿真模型中也是可用的。

图2.在14V输入时负输出(VOUT2)的效率

结论

LTC3892是一款通用和灵活的控制器，虽然在表面上是专为同步降压型转换而设计的，但是它也可在Ćuk拓扑中使用，为汽车、工业和其他应用产生正电压和负电压。