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低至2V以下工作的精密有源负载
所在栏目: 技术分类: 模拟与无源器件 作者:Joel Setton, Crolles, France 发表时间:2005-11-09
核心器件: LM10
本设计实例是一个自己供电的精密有源负载电路,它是以前电路的改进(参考文献 1)。增加的功能包括一个更宽的工作电压范围(2V~50 V 或更高电压)和几个灵活的电流设置模式。图 1 中的电路采用了美国国家半导体公司(NS)的 LM10,它很适合于此类应用。LM10 的基准部分(IC1A)生成精密的 1.2V 基准电压 VS。电阻分压器R1和R2将VS的一部送至IC1A 的基准放大器,该放大器驱动并联稳压器Q1。
晶体管Q3起到晶体管Q2的集电极电流的电流映射作用,并且为并联稳压器Q1提供能量。电阻R9和R7设定了电流映射比率,通过电阻R9的电流与VS产生并流经R6的电流有关。于是,作为Q2集电极电流映射的Q3为并联稳压器提供能量。VS设定了R6,也设定了通过R9的电流。这样,LM10的基准部分既调节自己的供电电压,也调节Q3提供的电流。
在上电阶段,Q2、Q3和Q4都关断。电阻R10吸收少量起动电流,Q3对其放大,以起动电流映射过程。当有足够的电流流经R7时,Q4饱和,而R9和R7设定电流映射比率。有源负载的功率处理部分包括LM10的运放部分IC1B,以及功率晶体管Q6与Q8。10匝精密电位器P1和量程选择开关S1共同确定负载电流,方法如下:
对量程A,P1每转1圈负载电流就变化1A,当P1顺时针转到头时为最大10A。对量程B,负载电流的变化是P1每圈100mA,即当P1顺时针转到头时为最大1A。对量程C,用连接到 R13的外接电压源控制负载电流,P1顺时针转到头时的比率为1A/V。可以用一台函数发生器驱动外部输入端,测试电源的瞬态响应。对量程D,负载电路仿真一个可调功率电阻,其负载电流与负载端子上的电压成正比。等效电阻随P1的设定而变化,即:RLOAD=100Ω/NTURNS。量程E与D类似,电阻为10Ω/NTURNS。
校准这个电路时,将其连接到一个能提供2V~50V电压范围内任意电压的合适电源上。首先,设定P1转1圈,即为满量程的十分之一,将S1设为量程B。调节R17使输出电流为 100mA。然后,将P1顺时针转到头,调节R20 使输出电流为1A。按顺序重复这两个调节步骤,因为它们之间略有关联效应。IC1通过Q3吸入的电流将设定通过负载电路的最小电流,略低于1mA。
由于电路工作在2V~50V电压范围内,因此它适用于测量PC电源的低电压输出。为 Q2、Q3和Q5至Q8选择适用的晶体管,就可以扩展最高电压值,LM10的稳压电压与外部电压没有关系。注意当功耗很大时,晶体管Q6与Q8需要有足够的散热,以保证安全的结温。 |
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