可提供任意極性電壓和電流的四象限電源

　　常規的電源只能工作于第一象限，為負載提供正的輸出電壓和電流；或者，通過(guò)故意將輸出誤接，作為“負”電源靜態(tài)地工作于第三象限。但是，常規的電源既不能工作在第二象限（例如，作為負電源的可調負載），也不能工作于第四象限（例如用特定恒流進(jìn)行電池放電測試）。此外，它還不能作為負載條件或控制輸入的函數，在各種工作模式之間進(jìn)行天衣無(wú)縫的轉換。圖 1 所示電路采用了“互補的”傳輸晶體管配置，具有類(lèi)似普通音頻功率放大器的輸出拓撲結構，可以實(shí)現全四象限功能。這一互補部分在較低電流設計中可以是基本的運算放大器輸出端，而在涉及較大功率的情況下，可以使用外接功率 MOSFET。當采用 LT1970 功率運算放大器來(lái)控制電路的工作時(shí)，由于它具有內部閉環(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 的調節范圍，同時(shí)具有高達 ±2A 的輸出能力。圖 1 示出了基于 LT1970 的基本穩壓器電路部分。圖 2 示出了用戶(hù)控制模擬電路部分，它使用 LT1790-5 基準和 LT1882 四精密運算放大器。整個(gè)電路由一個(gè)預先穩壓的 ±17V 主電源（圖中未示出）供電。你可以配置用戶(hù)控制電位VSET和ILIMIT來(lái)分別提供緩沖的命令信號VCONTROL和ICONTROL（圖 2）。你可以將VCONTROL從-5V調到 5V，然后 LT1970穩壓電路再將VCONTROL放大，形成標稱(chēng)的 ±16.5V 輸出。你可將ICONTROL從 0V調到 5V；5V 代表最大用戶(hù)電流極限命令。VCSNK和VCSRC微調電位器對ICONTROL信號進(jìn)行衰減，為的是分別為吸入模式和供給模式設置精確的滿(mǎn)刻度電流（圖1）。
　　負載回路中的一只 0.1Ω 電阻器檢測輸出電流，并在限流工作期間為 LT1970 提供反饋。有了這只檢測電阻器，只要將電流極限微調電位器調到 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，所以你在校準時(shí)可將電位器調大約 40%。為了防止低輸出電流時(shí)的內部控制爭用，LT1970 設置一個(gè)與檢測電阻器上大約40mA電流對應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)標志，在本例中，狀態(tài)標志只是驅動(dòng)前面板LED指標何時(shí)進(jìn)行限流操作。LT1970 采用雙電源連線(xiàn)，從而能對模擬控制部分和內部輸出部分獨立供電。這種配置的靈活性使你可以通過(guò) V （引腳 19）和 V-（引腳 2）連線(xiàn)中的電阻直接檢測運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(lèi)工作狀態(tài)，因為在這種狀態(tài)下，運算放大器的輸出電流被轉換為柵極驅動(dòng)電位，從而使 MOSFET 僅僅達到幫助運算放大器提供輸出命令所需的導通程度。

　　由于電源必須驅動(dòng)電容性重負載（即具有大電容值旁路電容的電路），又由于任何過(guò)壓都可能會(huì )損壞電路，所以要密切注意補償運算放大器在各種負載條件下的最小過(guò)沖。與大多數運算放大器一樣，LT1970 的內部回路反饋和外部回路反饋都能達到容性負載容差。在這種情況下，運算放大器本身與負載是電阻去耦的。LT1970 的直流反饋采用差分電壓檢測來(lái)消除調節誤差，否則會(huì )由于電流檢測和與負載串聯(lián)的引線(xiàn)電阻而產(chǎn)生調節誤差。你可以在輸出端連接兩只廉價(jià)的數字式面板電表，實(shí)時(shí)監視輸出情況（圖 1）。（兩只數字式面板電表并不共享“公共”連線(xiàn)，以免它們供電的復雜化。）請注意：所選的電流檢測電阻能優(yōu)化具有普通 ±200-mV 滿(mǎn)刻度靈敏度數字面板表的顯示，例如，可以顯示到 ±1.999A。要注意的是：當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(xiàn)和輸出接線(xiàn)柱是一個(gè)很好的做法。此外，你可以在設計中使用斷路繼電器和電源定序器，以保護負載在主電源開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)不受強列反向瞬態(tài)過(guò)程的影響。
　　對任何一家電子實(shí)驗室來(lái)說(shuō)，可調電源都是一種不可缺少的工具。如果可調電源能在供給和吸入兩種方向上連續調到0V，可調節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，就能很方便地驅動(dòng)正在開(kāi)發(fā)或測試的各種電路或對這些電路加負載，否則就需要專(zhuān)用的或定制的設備，如有源加載單元或直流補償發(fā)生器。你如果采用多功能LT1970功率運算放大器來(lái)設計線(xiàn)性穩壓器，就可以輕松獲得這些功能，因為L(cháng)T1970具有內置的可調節、閉環(huán)限流等功能。