【世说设计】为什么要使用四象限稳压器？
Q：首先，什么是四象限电源？
A：可以吸收和提供正负电流和电压的电源。
图1.通过简单的输出放电功能让输出电容放电。
一种优雅的控制电流和电压的方法是采用四象限DC-DC转换器。典型降压转换器仅在一个象限中工作。它可以产生正电压，电流正向流动，即电流从DC-DC转换器流向负载。使用四象限转换器不仅能让输出电容放电，还能产生电压。这是可能的，因为电流既可流向负载，也可从负载流出。在前面的关于输出电容快速放电的例子中就是这种情况。四象限DC-DC转换器的功能还不止于此。除了产生电压之外，它还能将电流设置为任何电平。此电流可以为正或为负。这种四象限转换器经常用在通用实验室电源中。例如，用户可以使用固定电流设置测试LED。太阳能电池也可以将四象限转换器用作负载，以吸收某一预定电流。
另一个有趣的应用是利用LCD技术为窗户玻璃着色。这通常需要精确设置正值和负值范围内的电压，以根据房间中当前的光线情况和需要的亮度来产生合适的色调。
图2显示了四象限对于电源的含义。在坐标系的象限中，x轴表示电压，y轴表示电流。电流和电压可以为正或为负。
图2.四象限电压转换器。
因此，DC-DC转换器既可用作能量来源，也可用作能量吸收器。换句话说，转换器既可用作电源，也可用作电负载。
ADI LT8714 是用于四象限稳压器的控制器。它拥有此类调节所需的全部功能。例如，使用该IC可以精确维持0 V的电压。图3显示了带有控制器IC和功率级的简化电路图。后者由两个电感L1和L2、两个开关Q1和Q2以及耦合电容CC组成。
图3.展示四象限电压转换器拓扑结构
的简化电路图。
在某些应用中，电源需要在四个象限中工作。这可以通过LT8714等优化控制器轻松构建。电路设计非常简单，而且其操作（特别是在频繁出现的临界0 V交越点附近）干净可靠。
也有替代四象限稳压器的方法，例如开关稳压器拓扑，其必须并联连接以支持多象限功能。然而，与使用专用四象限解决方案相比，这些方法的成本常常更高。
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