可提供任意極性電壓和電流的四象限電源

　　常規(guī)的電源只能工作于第一象限，為負(fù)載提供正的輸出電壓和電流；或者，通過故意將輸出誤接，作為“負(fù)”電源靜態(tài)地工作于第三象限。但是，常規(guī)的電源既不能工作在第二象限（例如，作為負(fù)電源的可調(diào)負(fù)載），也不能工作于第四象限（例如用特定恒流進(jìn)行電池放電測(cè)試）。此外，它還不能作為負(fù)載條件或控制輸入的函數(shù)，在各種工作模式之間進(jìn)行天衣無縫的轉(zhuǎn)換。圖 1 所示電路采用了“互補(bǔ)的”傳輸晶體管配置，具有類似普通音頻功率放大器的輸出拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)全四象限功能。這一互補(bǔ)部分在較低電流設(shè)計(jì)中可以是基本的運(yùn)算放大器輸出端，而在涉及較大功率的情況下，可以使用外接功率 MOSFET。當(dāng)采用 LT1970 功率運(yùn)算放大器來控制電路的工作時(shí)，由于它具有內(nèi)部閉環(huán)限流特性，控制各種工作模式下的輸出就變得非常簡(jiǎn)單。

　　四象限電源至少可以提供 ±16V 的調(diào)節(jié)范圍，同時(shí)具有高達(dá) ±2A 的輸出能力。圖 1 示出了基于 LT1970 的基本穩(wěn)壓器電路部分。圖 2 示出了用戶控制模擬電路部分，它使用 LT1790-5 基準(zhǔn)和 LT1882 四精密運(yùn)算放大器。整個(gè)電路由一個(gè)預(yù)先穩(wěn)壓的 ±17V 主電源（圖中未示出）供電。你可以配置用戶控制電位VSET和ILIMIT來分別提供緩沖的命令信號(hào)VCONTROL和ICONTROL（圖 2）。你可以將VCONTROL從-5V調(diào)到 5V，然后 LT1970穩(wěn)壓電路再將VCONTROL放大，形成標(biāo)稱的 ±16.5V 輸出。你可將ICONTROL從 0V調(diào)到 5V；5V 代表最大用戶電流極限命令。VCSNK和VCSRC微調(diào)電位器對(duì)ICONTROL信號(hào)進(jìn)行衰減，為的是分別為吸入模式和供給模式設(shè)置精確的滿刻度電流（圖1）。
　　負(fù)載回路中的一只 0.1Ω 電阻器檢測(cè)輸出電流，并在限流工作期間為 LT1970 提供反饋。有了這只檢測(cè)電阻器，只要將電流極限微調(diào)電位器調(diào)到 100%，就可使 LT1970 將輸出電流限制在大約 ±5A。但是，由于本電路所要求的最大輸出電流為 2A，所以你在校準(zhǔn)時(shí)可將電位器調(diào)大約 40%。為了防止低輸出電流時(shí)的內(nèi)部控制爭(zhēng)用，LT1970 設(shè)置一個(gè)與檢測(cè)電阻器上大約40mA電流對(duì)應(yīng)的最小電流極限閾值。LT1970 的另一個(gè)很有用的功能是可以提供狀態(tài)標(biāo)志，在本例中，狀態(tài)標(biāo)志只是驅(qū)動(dòng)前面板LED指標(biāo)何時(shí)進(jìn)行限流操作。LT1970 采用雙電源連線，從而能對(duì)模擬控制部分和內(nèi)部輸出部分獨(dú)立供電。這種配置的靈活性使你可以通過 V （引腳 19）和 V-（引腳 2）連線中的電阻直接檢測(cè)運(yùn)算放大器的輸出電流。有了這一功能，就能利用電流反饋方法建立 MOSFET 輸出器件的 B 類工作狀態(tài)，因?yàn)樵谶@種狀態(tài)下，運(yùn)算放大器的輸出電流被轉(zhuǎn)換為柵極驅(qū)動(dòng)電位，從而使 MOSFET 僅僅達(dá)到幫助運(yùn)算放大器提供輸出命令所需的導(dǎo)通程度。

　　由于電源必須驅(qū)動(dòng)電容性重負(fù)載（即具有大電容值旁路電容的電路），又由于任何過壓都可能會(huì)損壞電路，所以要密切注意補(bǔ)償運(yùn)算放大器在各種負(fù)載條件下的最小過沖。與大多數(shù)運(yùn)算放大器一樣，LT1970 的內(nèi)部回路反饋和外部回路反饋都能達(dá)到容性負(fù)載容差。在這種情況下，運(yùn)算放大器本身與負(fù)載是電阻去耦的。LT1970 的直流反饋采用差分電壓檢測(cè)來消除調(diào)節(jié)誤差，否則會(huì)由于電流檢測(cè)和與負(fù)載串聯(lián)的引線電阻而產(chǎn)生調(diào)節(jié)誤差。你可以在輸出端連接兩只廉價(jià)的數(shù)字式面板電表，實(shí)時(shí)監(jiān)視輸出情況（圖 1）。（兩只數(shù)字式面板電表并不共享“公共”連線，以免它們供電的復(fù)雜化。）請(qǐng)注意：所選的電流檢測(cè)電阻能優(yōu)化具有普通 ±200-mV 滿刻度靈敏度數(shù)字面板表的顯示，例如，可以顯示到 ±1.999A。要注意的是：當(dāng)你使用這種四象限電源代替普通單象限電源為敏感的電子設(shè)備供電時(shí)，將一只反向偏置的肖特基二極管（例如 1N5821 的陰極）連接到正連線和輸出接線柱是一個(gè)很好的做法。此外，你可以在設(shè)計(jì)中使用斷路繼電器和電源定序器，以保護(hù)負(fù)載在主電源開啟和關(guān)閉時(shí)不受強(qiáng)列反向瞬態(tài)過程的影響。
　　對(duì)任何一家電子實(shí)驗(yàn)室來說，可調(diào)電源都是一種不可缺少的工具。如果可調(diào)電源能在供給和吸入兩種方向上連續(xù)調(diào)到0V，可調(diào)節(jié)地限制電流或兩種功能兼而有之，則它在許多情況下就更有用。有了這些額外功能，就能很方便地驅(qū)動(dòng)正在開發(fā)或測(cè)試的各種電路或?qū)@些電路加負(fù)載，否則就需要專用的或定制的設(shè)備，如有源加載單元或直流補(bǔ)償發(fā)生器。你如果采用多功能LT1970功率運(yùn)算放大器來設(shè)計(jì)線性穩(wěn)壓器，就可以輕松獲得這些功能，因?yàn)長(zhǎng)T1970具有內(nèi)置的可調(diào)節(jié)、閉環(huán)限流等功能。