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Minimizing Emissions from a Ćuk Regulator 作者：Frederik Dostal ADI 現場(chǎng)應用工程師 Ćuk拓撲非常適合用于從正電源電壓生成負輸出電壓。許多系統都需要負電源電壓，以便讀取某些傳感器發(fā)出的信號。因此，可能需要為信號鏈提供（例如）+5 V和–5 V，或者甚至+15 V和–15 V電壓。負電源電壓也用于安全切換某些開(kāi)關(guān)元件，例如碳化硅(SiC)。 Ćuk拓撲也稱(chēng)為2L反相拓撲，因為其電源路徑中需要使用兩個(gè)電感。圖1為Ćuk拓撲的電路圖。 
圖1.用于生成負電源電壓的Ćuk拓撲原理圖。 在選擇合適的開(kāi)關(guān)穩壓器IC時(shí)，需要確保其中包含負電源電壓反饋引腳，這非常重要。ADI公司擁有大量帶有集成開(kāi)關(guān)的單片開(kāi)關(guān)穩壓器IC，以及帶有外部開(kāi)關(guān)晶體管的控制器IC，均適合此類(lèi)應用。 最重要的是，所需的兩個(gè)電感分別代表成本和空間因素。但是，這兩個(gè)組件也導致輸入端和輸出端的電源路徑中產(chǎn)生電感。這可以防止在輸入端和輸出端產(chǎn)生快速開(kāi)關(guān)電流。因此，Ćuk拓撲通常被視為特定的低噪聲拓撲。當然，和其他開(kāi)關(guān)穩壓器一樣，Ćuk拓撲也提供開(kāi)關(guān)電流。在圖1中，它們表現為熱回路（藍色）。熱回路指的是一組具有快速di/dt瞬變的軌跡。為了最大限度降低開(kāi)關(guān)電流產(chǎn)生的干擾，以及伴隨的寄生電容，此回路占用的空間面積必須盡可能達到最小。 因此，在適合Ćuk拓撲的優(yōu)化板布局中，續流二極管D、耦合電容C和開(kāi)關(guān)S1必須彼此非�？拷�。利用對應的IC引腳排列，例如LT8330，即可緊湊排列這些線(xiàn)路。圖2所示為在實(shí)際的板布局中，開(kāi)關(guān)電流（熱回路）的電源路徑所在的區域。 關(guān)鍵回路由外部二極管D、耦合電容C，以及LT8330開(kāi)關(guān)穩壓器IC中的GND和SW引腳之間的內部連接構成。熱回路應盡量短小和緊湊。
圖2.針對Ćuk拓撲優(yōu)化的板布局。 圖3所示為包含LT8330的電路示例，它在Ćuk拓撲中可以當做穩壓器。一個(gè)重要的特性就是FBX引腳，這是一種特殊的FB引腳，可以處理負電源電壓（根據Ćuk拓撲的要求）和正電源電壓。如果LT8330用于升壓或SEPIC拓撲中，則需要具備正反饋引腳極性。
圖3.采用LT8330的Ćuk穩壓器電路示例。 穩壓器輸入端和輸出端的電感會(huì )影響穩壓器產(chǎn)生的傳導發(fā)射量。如果采用包含非常緊湊的熱回路的優(yōu)化板布局，則可以實(shí)現極低噪聲的解決方案。這些特性使得Ćuk穩壓器非常適合用于產(chǎn)生低噪聲和負電源電壓。 作者簡(jiǎn)介 Frederik Dostal 曾就讀于德國埃爾蘭根大學(xué)微電子學(xué)專(zhuān)業(yè)。他于2001年開(kāi)始工作，涉足電源管理業(yè)務(wù)，曾擔任多種應用工程師職位，并在亞利桑那州鳳凰城工作了四年，負責開(kāi)關(guān)模式電源。他于2009年加入ADI公司，并在慕尼黑A(yíng)DI公司擔任電源管理現場(chǎng)應用工程師。 |
