Добавочное напряжение для повышающего преобразователя

Подключение токового зеркала к обычной схеме повышающего преобразователя позволяет выбирать величину добавочного напряжения и обеспечивать постоянство разности между входным и выходным напряжениями (Рисунок 1). Эта схема полезна для приложений драйверов верхнего плеча, где использование простого удвоителя напряжения невозможно из-за ограниченных диапазонов допустимых напряжений применяемых компонентов, или где входное напряжение может изменяться в широких пределах. Можно также использовать эту схему перед источником питания, чтобы гарантировать, что при низком входном напряжении контроллер ШИМ будет имеет достаточно напряжения для правильного запуска. Схема поддерживает разность между V_IN и V_OUT, равной 10 В, однако ничто не мешает сделать это значение другим. В схеме ШИМ регулятора на Рисунке 1 используется микросхема CS5171 компании ON Semiconductor, но предлагаемая идея применима к любой схеме повышающего преобразователя. Схема токового зеркала, состоящая из сдвоенного p-n-p транзистора Q₁ и связанных с ним резисторов, определяет ток, который зависит от разности напряжений между V_IN и V_OUT. Допустимое напряжение коллектор-эмиттер сдвоенного p-n-p транзистора равно 65 В. В этом случае V_IN = 14 В (номинальное значение), поэтому нужно, чтобы напряжение V_OUT составляло 24 В (номинальное значение). Сначала следует вычислить значение сопротивления R₂, соответствующее выбранной величине опорного тока. При выборе опорного тока 1 мА получаем:

Поскольку выходное напряжение не критично, можно использовать резистор 10 кОм.

Рисунок 1.	Подключение токового зеркала к схеме повышающего преобразователя позволяет управлять добавочным напряжением.

Q_1B отражает ток и устанавливает напряжение обратной связи для схемы ШИМ. CS5171 имеет внутренний источник опорного напряжения 1.28 В (типовое значение), поэтому правильное напряжение обратной связи будет падать на R₃ при протекающем через резистор токе 1 мА. В этом случае при выборе R₃ = 1.27 кОм выходное напряжение равно 24 В. При изменении V_IN напряжение V_OUT отслеживает его и поддерживает между входом и выходом постоянную разность в 10 В. R₄ помогает снизить мощность, рассеиваемую транзистором Q_1B.

Материалы по теме

1. Datasheet ON Semiconductor CS5171
2. Datasheet ON Semiconductor BC856BDW1T3
3. Datasheet ON Semiconductor MBRS120T3