У багатьох додатках, таких як зарядні пристрої, сонячні контролери тощо, керування джерелом живлення є важливим завданням. Промисловість пропонує багато готових--інтегрованих джерел живлення; на жаль, вони не забезпечують простий спосіб контролювати вихід. Як правило, джерела живлення можуть бути розроблені як операційні підсилювачі потужності з синфазними входами, підключеними до опорної напруги (у зеленому прямокутнику на малюнку 1).
Малюнок 1 Це схема стабілізованого джерела живлення зі зворотним зв'язком.
Як правило, єдиним каналом у мікросхемі джерела живлення (тобто SimpleSwitcher від TI), де потрібно змінити Vout, є інвертуючий контакт, який керує зворотним зв’язком (FB на малюнку 1). Дуже простий спосіб контролювати FB — замінити Rb джерелом керованого струму, а найпростіший і найдешевший спосіб зробити це — використовувати дзеркало струму (рис. 2).
Малюнок 2 Цей джерело живлення з контрольованою напругою використовує дзеркало струму
Точність, отримана за допомогою цієї конструкції, пов’язана з точністю відбивача струму, який буде використовуватися. Якщо ви вирішите використовувати базову конструкцію Widlar з двома-транзисторами, ви повинні покладатися на навмисно виготовлені узгоджені пари, такі як BCV61. Такі компоненти легко використовувати в струмових дзеркалах транзистора Wilson4 з більшою продуктивністю. Поточне дзеркало починає працювати лише тоді, коли Vin перевищує VBE(on) дзеркального транзистора, отже, нелінійність на початку. Якщо запропонований дизайн є частиною циклу, то все це не дуже обмежено, і зворотний зв’язок може компенсувати помилку за допомогою магії зворотного зв’язку.
На малюнку 3 показано аналогове масштабування P-Spice для схеми на малюнку 2 з Vref=1.2V, коли Vin становить від 0 до 10 В.
Малюнок 3 На цьому малюнку показано аналогову шкалу P-Spice схеми на малюнку 2
Пряма реалізація принципу, показаного на рис.. 2, показана на рис.. 4.. Тут добре відомий LM2596 керується стандартним дзеркалом BCV61.
Малюнок 4. Це застосування принципу, наведеного на малюнку 2, у режимі «працюй за планом».
Прототип на рисунку . 4 перевірено на лінійність шляхом підключення нерегульованого входу постійного струму до джерела напруги 22 В, підключення V-регулятора до генератора пилкоподібної хвилі, що охоплює 0–10 В при 5 Гц, і вибірки вихідного сигналу (завантаженого резистором 50 Ом) за допомогою осцилографа. Генератор імпульсів (0-8 В, 0,5 с) використовувався для перевірки реакції часу.
Результати показані на малюнку 5. Схема має хорошу лінійність (ліва панель) і має досить швидку перехідну характеристику з точки зору часу наростання (потрібно близько 1 мс, щоб досягти точки стабілізації). Час спаду залежить від вихідного конденсатора (220 мкФ) і навантаження (50 Ом під час тестування).
Малюнок 5 Ці результати тестування для схеми на малюнку 4 показують напругу приводу (синя лінія) і вихід (червона лінія зліва). Праворуч відповідь на прямокутну хвилю вказує на час наростання 1 мс, пов’язаний із вихідним конденсатором і опором навантаження, з повільним часом спаду.