Источник постоянного тока на основе импульсного регулятора напряжения

Журнал РАДИОЛОЦМАН, июнь 2017

Stefan Strozecki

EDN

Во многих приложениях требуются источники не напряжения, а тока. Если вам нужен источник большого постоянного тока, использование линейных регуляторов становится нецелесообразным из-за значительной мощности, рассеиваемой на последовательном резисторе. Решить проблему потребляемой мощности можно с помощью импульсного регулятора напряжения. В схеме, изображенной на Рисунке 1, использована микросхема импульсного понижающего преобразователя напряжения LM2576 (IC₁). Микросхема, требующая всего нескольких внешних элементов, имеет вход обратной связи FDB, который можно использовать для управления выходным током. Резистор R_SC служит датчиком тока. IC_2A – половина микросхемы операционного усилителя TL082 – используется как дифференциальный усилитель. Если R₁ = R₂ = R₃ = R₄, выходное напряжение будет пропорционально току, проходящему через резистор R_SC. От усилителя, работающего с большими изменяющимися сигналами, требуется хороший коэффициент подавления синфазного сигнала и широкий диапазон синфазных напряжений.

Рисунок 1.	Импульсный регулятор напряжения может служить хорошей основой для источника постоянного тока.

Вторая половина операционного усилителя TL082 – IC_2B – включена неинвертирующим усилителем. Требуемый коэффициент усиления зависит от величины нужного вам выходного тока:

где

G – коэффициент усиления,
V_REF – напряжение внутреннего опорного источника LM2576,
V_SC – падение напряжения на R_SC.

Заметьте, что

где I_OUT – выходной ток.

Например, если I_OUT = 2 А и R_SC = 0.12 Ом, то V_SC = 0.24 В. Типовое значение напряжения V_REF для микросхемы LM2576 равно 1.237 В. Теперь из формулы для коэффициента усиления вы можете получить усиление неинвертирующего усилителя:

G = 5.15 В/В.

Результирующий коэффициент усиления неинвертирующего усилителя равен

Если R₇ = 100 кОм и G = 5.15, можно найти, что R₆ 24.1 кОм. Если вам требуется точный выходной ток, резистор R₆ можно заменить последовательным соединением постоянного и подстроечного резистора. Испытания схемы показали, что выходной ток практически не зависит от нагрузки. Например, при изменении выходного напряжения в диапазоне от 0.3 В до 15 В выходной ток 2 А менялся менее чем на 1%.

Материалы по теме