摘要: 这个电路向变化的负载提供恒定的功率。它使用负载监控IC (MAX4210),独立检测负载电流和负载电压,并与内部乘法器一起将相应的信号相乘。将乘法器输出应用到误差放大器的反相输入,可以应用控制电压来设置恒定功率水平。
如果您知道负载阻抗,并且阻抗不会改变,则很容易为负载提供固定且准确的功率电平。只需根据电阻性负载的功率公式施加恒定电压:P = V²/R,或V =√公关.
但是,当负载阻抗不恒定时,如何提供恒定的功率?例如,在寒冷的气候条件下,在室外气泵上保持温暖的LCD显示屏就会出现这个问题。随着加热元件温度的变化,其电阻也会发生变化,从而使恒定功率的传输变得复杂。电阻的变化由加热元件的温度系数来表征。如公式所示,如果施加恒定电压,传递给负载的功率与负载电阻成反比。在许多应用中,施加功率的变化(在限制范围内)是可以接受的,但为了减少这种变化,必须允许施加电压随负载电阻变化。该方法利用传统的控制回路(图1)。对于线性稳压器,误差放大器将输出电压样本与参考电压进行比较,并迫使输出级在恒定电压下提供负载电流。然而,为了保持恒定的功率而不是恒定的电压,我们必须将功率纳入反馈网络。然后,误差放大器将输出功率样本与参考功率进行比较,并驱动输出级以保持它们相等。
图1所示 电压调节器的反馈回路。
图2中的功率调节器提供与施加在V处的电压成线性比例的恒定功率(power SET)。(输出功率/V(power SET) = 1W/V)该调节器提供高达100mW的功率,驱动负载从10欧姆到500欧姆,电压高达10V,电流高达100mA。
图2 功率调节器的反馈回路。
图3显示了几个V(power SET)电压值下输出功率与负载电阻的变化。它表明负载功率在50:1的负载变化中保持相当恒定,并且对于许多不同的功率设置。
图3 图2中显示了一系列负载(10欧姆至500欧姆)和各种V值(Power SET)的功率输出。
该电路的关键是高侧功率和电流监视器IC1 (MAX4210),其中包括产生与瞬时负载功率成比例的反馈电压所需的电路。它包含一个测量负载电流的电流监视器,一个测量负载电压的缓冲器,以及一个将两者相乘的乘法器,产生与负载功率成比例的输出电压。电流监视器是高侧型,其中感测电阻连接到负载的“热”侧,而不是低(接地)侧。因此,高侧监视器可以避免在接地路径中增加不必要的电阻。
所示的IC1版本(其中一个)在其电流检测放大器中具有25的增益:对于1欧姆检测电阻,放大器输出为每安培电流25V。放大器驱动高增益达林顿对以最小化基极电流,基极电流在负载中流动,但不通过感测电阻。
功率测量的第二个输入是负载电压,通过比例为1:25的电阻分压器进行监测。该电压在内部与电流信号相乘,产生与负载功率成正比的输出:
V(权力)= (V (IOUT)×25)×(V / 25) =我 ×V(了)。(每瓦1伏)
通过控制驱动器到输出级,误差放大器迫使IC1输出(与负载功率成正比)等于参考信号在V(power SET)。V+电源电压(18V)限制最大负载电压约为15V。R(LIMIT1)和R(LIMIT2)限制负载电流约为120mA。
该电路专为低功率应用(100mW以下)而设计,适用于各种负载阻抗。然而,它可以很容易地缩放,以适应大范围的负载电流,电压和功率。要做到这一点,将电流检测电阻调整为大约50mV的中档值(该电阻上的电压必须为
其他版本的IC1包含不同的增益值,这会影响输出功率与应用功率的比率
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