基于峰值电流控制的非隔离负电压DC/DC电源设计

"本文主要探讨了一种基于峰值电流控制的非隔离负电压DC/DC开关电源设计，旨在解决现有方案在带负载能力和输出纹波上的问题。通过采用连续电流模式（CCM）和峰值电流控制，该设计能够有效抑制输出纹波，提高电源效率和负载能力。文章还讨论了非隔离负电压电源在电子测量设备中的应用和重要性，并对比了不同电路拓扑的优缺点。" 在电子设备中，负电压电源起着至关重要的作用，尤其是在集成运算放大器、电压比较器和霍尔传感器等组件的供电中。传统的非隔离负电压DC/DC开关电源存在带负载能力不足和输出纹波大的问题，而本文提出的新型设计通过峰值电流控制技术解决了这些问题。在这种控制策略下，输出电容在连续电流模式下始终可以通过输出电感得到充电，从而降低输出纹波，保证电源的高效稳定工作。 电路设计采用了Boost开关电源控制芯片LT1935，这是一种专用于峰值电流控制的器件。相比传统的非隔离负电压开关电源电路，这种设计虽然在控制电路方面更为复杂，但能够提供更好的性能。传统电路有两种常见的拓扑结构，本文提出的方案采用了图2所示的结构，其优点在于可以提供更低的输出纹波和更强的负载能力。 图3展示了不同电路结构的滤波输出电容充电电流波形，证实了图2结构的优势。然而，由于开关器件需要连接到电源负极，这增加了控制电路的复杂性，市场上尚未出现类似功能的集成控制芯片。 该设计的工作原理是，电源控制器LT1935在导通状态下，直流电源为输出电感L1和电容C1充电；在关断状态下，电感L1通过肖特基二极管VD1继续为电容C1充电，保持电流连续，进一步减小输出纹波。这样的设计提高了电源的动态响应，适应了负载变化的需求。 非隔离负电压DC/DC开关电源在现代电子设备中有着广泛的应用前景，尤其是在追求小型化和高效能的电子测量装置中。通过峰值电流控制的优化设计，可以显著提升电源的性能，降低系统噪声，确保设备运行的稳定性和精度。