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ZHCAFK9 July 2025 LM25184 , LM2611 , LM27761 , LM5158 , LMR33640 , TLV171 , TPS63700

2.4 使用 Cuk 穩(wěn)壓器生成負(fù)電源

Cuk 穩(wěn)壓器也可以利用正輸入電壓電源生成負(fù)電源。Cuk 穩(wěn)壓器的拓?fù)淙?圖 2-8 所示。

圖 2-8 Cuk 轉(zhuǎn)換器拓?fù)?/span>

在第一級，開關(guān) Q1 導(dǎo)通，二極管 D 關(guān)斷。電感器 L1 的電流呈線性上升，耦合電容器 C 向輸出電容器 C_out 放電，并通過電感器 L2 加載。由于 C 足夠大，電感器 L2 的電流也呈線性上升。在第二級，開關(guān) Q1 關(guān)斷，二極管 D 導(dǎo)通。電感器 L1 和輸入電源共同為耦合電容器 C 充電。耦合電容器 C 的電壓會增加。電感器 L2 通過二極管 D 為輸出電容器 Cout 和負(fù)載充電。方程式 8 展示了 Cuk 轉(zhuǎn)換器的 Q1 和二極管 (D) 的占空比和應(yīng)力電壓?？蛻艨梢愿鶕?jù) 方程式 8、方程式 9、方程式 10、方程式 11 和方程式 12 選擇 MOSFET 和二極管。

方程式 8.

D = \frac{|V_{o u t p u t}| + V_{F}}{|V_{o u t p u t}| + V_{i n p u t} + V_{F}}

方程式 9.

V_{Q 1} = V_{i n p u t} + |V_{o u t p u t}| + V_{f} + \frac{V_{C_r i p p l e}}{2}

方程式 10.

V_{D} = V_{i n p u t} + |V_{o u t p u t}| + V_{f} + \frac{V_{C_r i p p l e}}{2}

方程式 11.

I_{L 1_a v g} = \frac{|V_{o u t p u t}| \times I_{o u t p u t}}{V_{i n p u t} \times η}

方程式 12.

I_{L 2_a v g} = I_{o u t p u t}

LM2611 是一款電流模式 Cuk 穩(wěn)壓器，可在 2.7V 至 14V 范圍內(nèi)運(yùn)行，具有 1.4MHz 開關(guān)頻率，客戶可以使用前述公式來估算特定輸入電壓下的最小輸出電壓。可根據(jù) 方程式 13 配置輸出電壓

方程式 13.

V_{o u t p u t} = - (1 + \frac{R_{T}}{R_{B}}) \times V_{R E F} = - 1.23 \times (1 + \frac{R_{T}}{R_{B}})

由于市面上的 Cuk 轉(zhuǎn)換器較少，無法滿足客戶的多樣化應(yīng)用，因此客戶還可以使用升壓穩(wěn)壓器構(gòu)建 Cuk 轉(zhuǎn)換器。但是，由于大多數(shù)升壓轉(zhuǎn)換器的反饋都需要正輸入反饋電壓，因此設(shè)計(jì)人員必須添加外部逆變器放大器以將負(fù)輸出轉(zhuǎn)換為正反饋電壓。例如，設(shè)計(jì)人員可以使用 LM5158 和 TLV171 來構(gòu)建 Cuk 轉(zhuǎn)換器，如圖 2-9 所示。輸出電壓如方程式 14 所示

方程式 14.

V_{o u t p u t} = - \frac{R_{f}}{R_{1}} \times V_{R E F}

圖 2-9 使用升壓轉(zhuǎn)換器構(gòu)建 Cuk 轉(zhuǎn)換器