三种主要电压分割器架构及应用电路设计剖析

来源:网站整理 作者:Dick2016年06月12日 09:15

  单一电源有时需要加以分割成两个或多个不一定相等的部份。在使用来自干电池或汽车蓄电池的6V、12V、15V、24V、36V或48V电源时经常会遇到这种情况。虽然市场上有精确的专业电压分割器,但不一定能买到,或者对某些项目来说太过于昂贵。而且作为电压分割器使用的IC有时无法提供所需的电流或功率。

  所幸对于许多应用来说,当我们需要电压分割器时,可以使用低成本的音频功率放大器(PAA),如LM386、LM380、LM384、TBA820M、TDA2002、TDA2003、TDA2030、TDA2040、TDA2050与LM1875等等分割电源。这种电源分割方案特别适合于测试平台和实验系统使用。

  我们可以利用音频功率放大器,为电子设备的电源搭建低成本且非开关型的简单电压分割器。上述的音频功率放大器以及其它许多组件在许多项目中都是大量采购的,这使得它们的使用和更换成本很低,负担较轻。音频功率放大器是许多制造商生产多年的产品,因此非常普及,内部电路也是公开的,测试起来非常方便。即使受损后这些IC也很容易更换。

  本文提到的每种电路都可顺利作业,但都有一些特性,因此,在使用某种电路之前应该先进行适当的评估。文中介绍的电路都很简单,不需要复杂的重新设计或调整就能正确作业。

  电压分割器类型

  一般来说有三种电压分割器。这三种电压分割器的架构图如图1所示。

  三种主要电压分割器架构及应用电路设计剖析

  图1:三种主要类型的电压分割器方块图。a)有两个输出的电压分割器;b)有4个输出的电压分割器;c)有三个虚拟接地的电压分割器。

  图1a显示最常见的电压分割器版本。+Vin和GNDin之间的输入电压被分割成两个不一定相等的部份。这两个部份的电压可以是固定的,也可以在一定范围内调整。通常输入和输出电压之间有少许的差别,这与具体的电压分割器实现有关。

  两个输出电压分别是+V1和GNDout之间以及-V2和GNDout之间的电压。在这种电压分割器中,输入和输出电压之间不存在隔离,输入接地GNDin和输出接地GNDout(有时称为虚拟接地)之间也不直接连接。

  图1b显示第二种电压分割器的方块图。+Vin和GNDin之间的输入电压被分割成4个不一定相等的部份。这些部份的电压可以是固定的,也可以在一定范围内调整。在这个案例中输入接地GNDin和输出接地GNDout之间是直接相连的。这种应用被称为多输出线性稳压器。

  但需要注意的是,因为在这种电压分割器中V1、V2和V3这几个输出都能以推挽电路驱动,而不用单路输出缓冲器。这与线性稳压器不同,因为线性稳压器每个输出端(输出不是推挽电路)通常都有一个晶体管。

  图1c显示第三种电压分割器。+Vin和GNDin之间的输入电压被分割成不一定相等的4个部份。事实上这种应用有三个电压分割器,每个分割器将自己的输入电压分成两个部份。每个输出接地(GND1、GND2和GND3)都采用推挽电路驱动。

  值得注意的是电压分割器输出电压的测量方式。在这个例子中,V1和-V2针对GND1测量,V3和-V4针对GND2测量,而V5和-V6则针对GND3进行测量。

  本文主要使用基于图1a所示方块图电路的电压分割器,很少使用基于图1b的电压分割器。

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