使用电流镜控制电源

出处:维库电子市场网时间:2024-08-21

  控制电源是许多应用中的必要任务,例如电池充电器、太阳能控制器等。业界提供了大量现成的集成电源,但遗憾的是,它们没有提供简单的输出控制方法。通常,电源可以设计为功率运算放大器,其非反相输入连接到参考电压(图 1中的绿色矩形)。

  反馈稳压电源
  图1这是一个反馈稳定电源方案。

  通常,在电源 IC(即TI 的 Simple Switcher)中,可以改变 V out 的途径是控制反馈的反相引脚(图 1 中的 FB)。控制 FB 的一个非常简单的方法是用可控电流源替换 R b,而简单、的方法是使用电流镜(图 2)。

  此设计所获得的精度与所用电流镜的精度有关。如果您决定采用 Widlar 基本双晶体管设计,则重要的是要依赖专门构建的匹配对,例如 BCV61 ;在性能更好的Wilson 4 晶体管电流镜中,使用此类组件很容易。只有当 V in超过镜像晶体管的 V BE (导通)时,电流镜才会开始工作,因此一开始存在非线性。如果建议的设计是错误由反馈魔法补偿的循环的一部分,那么所有这些都不会太有约束力。

  图 3中的图表显示了当 V in范围从 0 到 10V时,图 2 电路的 P-Spice 模拟情况,其中 V ref = 1.2V 。

  P-Spice电路仿真

  图 3该图显示了图 2 中电路的 P-Spice 模拟行为。

  图 4是图 2 所示原理的直接实现。这里,的LM2596由现成的电流镜 BCV61 控制。

  设计用于工作的电路应用
  图 4这是图 2 原理的“设计用于工作”应用。
  通过将未调节的直流输入连接到 22V 电源,将 V 控制连接到 0-10V @ 5Hz 的锯齿波发生器,并使用示波器对输出(加载 50 Ω 电阻)进行采样,对图 4 中的原型进行了线性测试。已使用脉冲发生器(0-8V,0.5s)检查时间响应。
  结果如图5所示。该电路具有良好的线性度(左)和相当快的上升时间瞬态响应(大约 1ms 即可达到稳定点)。下降时间与输出电容(220F)和负载(测试期间为 50 Ω)有关。

  电流镜电源测试结果 图 5 图4 电路的测试结果显示了驱动电压(蓝色轨道)和输出(左侧红色轨道)。右侧对方波的响应显示 1 毫秒的上升时间和缓慢的下降时间与输出电容器和负载电阻相关。

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