Когда вы включаете в свой проект мощный операционный усилитель, такой как PA05 компании Apex, желательно свести к минимуму разницу между напряжением питания и выходным напряжением, чтобы уменьшить рассеиваемую мощность и полностью использовать выходной диапазон усилителя. Нашей целью была разработка усилителя мощности, обеспечивающего пиковое выходное напряжение 70 В при токе 10 А с фиксированным коэффициентом усиления 10 в полосе частот от 30 Гц до 100 кГц. Чтобы получить размах ±35 В, потребовались источники постоянного напряжения примерно ±38 В и два дополнительных источника ±5 В. Для получения полного выходного тока 10 А при более низком напряжении необходимо уменьшать напряжение питания пропорционально выходному напряжению, чтобы снизить рассеиваемую мощность. В этом случае коэффициент усиления фиксируется на уровне 10. Таким образом, можно поддерживать напряжение питания пропорциональным входному напряжению (Рисунок 1). SMPS1 и SMPS2 – это идентичные источники питания с программируемым выходным напряжением (за исключением вспомогательных источников ±5 В). Высокоточный выпрямитель вырабатывает выходное напряжение, пропорциональное амплитуде входного сигнала. Чтобы в отсутствие входного сигнала получить примерно ±6 В, схема добавляет к сигналу напряжение смещения.
 |
|
| Рисунок 1. | Источники питания отслеживают входной сигнал в бутстрепном режиме, что позволяет снизить рассеиваемую мощность. |
По мере увеличения входного напряжения выходное напряжение SMPS увеличивается с 6 до 38 В при входном напряжении 7 В пик-пик. Для управления SMPS отрицательной стороны необходимо передавать информацию из SMPS1 в SMPS2. Передачу осуществляет схема на Рисунке 2, которая вырабатывает ток, пропорциональный входному напряжению. Таким образом, SMPS2 вырабатывает напряжение такой же величины, что и SMPS1, но противоположной полярности. Если нужен больший выходной ток, может потребоваться увеличить запас по напряжению, в зависимости от выбранного усилителя мощности. В противном случае можно столкнуться с ограничением выходного сигнала. Обратите внимание, что при быстро меняющихся входных сигналах выходной сигнал может ограничиваться на короткое время, пока не повысится напряжение источника питания. Этот эффект зависит от точного выпрямителя и времени реакции источников питания.
 |
|
| Рисунок 2. | Отслеживая друг друга, импульсные источники питания поддерживают одинаковые выходные напряжения противоположной полярности. |
