使用電流鏡控制電源
出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2024-08-21 16:16:22 | 293 次閱讀
控制電源是許多應(yīng)用中的必要任務(wù),例如電池充電器、太陽(yáng)能控制器等。業(yè)界提供了大量現(xiàn)成的集成電源,但遺憾的是,它們沒(méi)有提供簡(jiǎn)單的輸出控制方法。通常,電源可以設(shè)計(jì)為功率運(yùn)算放大器,其非反相輸入連接到參考電壓(圖 1中的綠色矩形)。
圖1這是一個(gè)反饋穩(wěn)定電源方案?! ⊥ǔ?,在電源 IC(即TI 的 Simple Switcher)中,唯一可以改變 V out 的途徑是控制反饋的反相引腳(圖 1 中的 FB)??刂?FB 的一個(gè)非常簡(jiǎn)單的方法是用可控電流源替換 R b,而最簡(jiǎn)單、最便宜的方法是使用電流鏡(圖 2)。
此設(shè)計(jì)所獲得的精度與所用電流鏡的精度有關(guān)。如果您決定采用 Widlar 基本雙晶體管設(shè)計(jì),則重要的是要依賴(lài)專(zhuān)門(mén)構(gòu)建的匹配對(duì),例如 BCV61 ;在性能更好的Wilson 4 晶體管電流鏡中,使用此類(lèi)組件很容易。只有當(dāng) V in超過(guò)鏡像晶體管的 V BE (導(dǎo)通)時(shí),電流鏡才會(huì)開(kāi)始工作,因此一開(kāi)始存在非線(xiàn)性。如果建議的設(shè)計(jì)是錯(cuò)誤由反饋魔法補(bǔ)償?shù)难h(huán)的一部分,那么所有這些都不會(huì)太有約束力。
圖 3中的圖表顯示了當(dāng) V in范圍從 0 到 10V時(shí),圖 2 電路的 P-Spice 模擬情況,其中 V ref = 1.2V ?! -Spice電路仿真圖 4這是圖 2 原理的“設(shè)計(jì)用于工作”應(yīng)用。
通過(guò)將未調(diào)節(jié)的直流輸入連接到 22V 電源,將 V 控制連接到 0-10V @ 5Hz 的鋸齒波發(fā)生器,并使用示波器對(duì)輸出(加載 50 Ω 電阻)進(jìn)行采樣,對(duì)圖 4 中的原型進(jìn)行了線(xiàn)性測(cè)試。已使用脈沖發(fā)生器(0-8V,0.5s)檢查時(shí)間響應(yīng)。
結(jié)果如圖5所示。該電路具有良好的線(xiàn)性度(左)和相當(dāng)快的上升時(shí)間瞬態(tài)響應(yīng)(大約 1ms 即可達(dá)到穩(wěn)定點(diǎn))。下降時(shí)間與輸出電容(220F)和負(fù)載(測(cè)試期間為 50 Ω)有關(guān)?! ‰娏麋R電源測(cè)試結(jié)果 圖 5 圖4 電路的測(cè)試結(jié)果顯示了驅(qū)動(dòng)電壓(藍(lán)色軌道)和輸出(左側(cè)紅色軌道)。右側(cè)對(duì)方波的響應(yīng)顯示 1 毫秒的上升時(shí)間和緩慢的下降時(shí)間與輸出電容器和負(fù)載電阻相關(guān)。
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