I många applikationer, såsom batteriladdare, solpaneler etc., är det en viktig uppgift att kontrollera strömförsörjningen. Branschen erbjuder många-integrerade- nätaggregat; tyvärr ger de inte ett enkelt sätt att kontrollera utmatningen. Vanligtvis kan strömförsörjningar utformas som effektdriftsförstärkare med in-fasingångar kopplade till en referensspänning (i den gröna rektangeln i figur 1).
Figur 1 Detta är ett återkopplingsstabiliserat strömförsörjningsschema.
Vanligtvis är den enda kanalen i en strömförsörjningskrets (dvs. TI:s SimpleSwitcher) där du behöver byta Vout det inverterande stiftet som styr återkopplingen (FB i figur 1). Ett mycket enkelt sätt att styra FB är att ersätta Rb med en kontrollerad strömkälla, och det enklaste och billigaste sättet att göra detta är att använda en strömspegel (Figur 2).
Figur 2 Denna spänningsstyrda strömkälla använder en strömspegel
Den noggrannhet som erhålls med denna design är relaterad till noggrannheten hos den strömreflektor som kommer att användas. Om du bestämmer dig för att använda Widlars grundläggande två-transistordesign måste du lita på avsiktligt tillverkade matchade par som BCV61. Det är lätt att använda sådana komponenter i de bättre presterande Wilson4-transistorströmspeglarna. Strömspegeln börjar fungera först när Vin överstiger VBE(on) för spegeltransistorn, därav olinjäriteten vid starten. Om den föreslagna designen är en del av en loop är allt detta inte särskilt begränsat och feedback kan kompensera för felet genom feedbackmagi.
Figur 3 visar P-Spice-analogskalningen för kretsen i figur 2 med Vref=1.2V när Vin är mellan 0 och 10V.
Figur 3 Den här figuren visar P-Spice-analogskalan för kretsen i figur 2
En direkt realisering av principen som visas i Fig. 2 visas i Fig. 4. Här styrs den välkända LM2596 av den--hyllan strömspegeln BCV61.
Figur 4 Detta är en "work as design"-tillämpning av principen i figur 2.
Prototypen av Fig. 4 har testats för linjäritet genom att ansluta den oreglerade DC-ingången till en 22V-matning, ansluta V-kontrollen till en sågtandsvåggenerator som spänner över 0-10V@5Hz och sampla utgången (laddad med ett 50Ω-motstånd) med ett oscilloskop. En pulsgenerator (0-8V, 0,5s) har använts för att kontrollera tidssvaret.
Resultaten visas i figur 5. Kretsen har bra linjäritet (vänster panel) och har ett ganska snabbt transientsvar vad gäller stigtid (det tar cirka 1 ms att nå stabiliseringspunkten). Falltiden är relaterad till utgångskondensatorn (220µF) och belastningen (50Ω under testning).
Figur 5 Dessa testresultat för kretsen i figur 4 visar drivspänningen (blått spår) och utgången (rött spår till vänster). Till höger indikerar svaret på fyrkantvågen en stigtid på 1ms associerad med utgångskondensatorn och belastningsmotståndet, med en långsam falltid.