使用负载监控IC MAX4210独立检测负载电流和负载电压

该威廉希尔官方网站 为变化的负载提供恒定功率。使用负载监控IC（MAX4210），独立检测负载电流和负载电压，并将相应的信号与内部模拟乘法器相乘。将乘法器输出施加到误差放大器的反相输入端，可以施加控制电压来设置恒定功率电平。

如果您知道负载阻抗，则很容易为负载提供固定且准确的功率电平，并且阻抗不会改变。只需根据电阻负载中的功率公式施加恒定电压：P = V²/R，或 V = √PR。

但是，当负载阻抗不恒定时，如何提供恒定功率？例如，在寒冷气候下在室外气泵上保持温暖的LCD显示屏时会出现这个问题。当加热元件改变温度时，其电阻也会发生变化，从而使恒定功率的输送变得复杂。电阻的变化由加热元件的温度系数表征。如果施加恒定电压，则输送到负载的功率与负载电阻成反比，如公式预测的那样。 在许多应用中，施加功率的变化（在限制范围内）是可以接受的，但为了减少这种变化，您必须允许施加的电压随负载电阻而变化。该方法利用了传统的控制回路（图 1）。对于线性稳压器，误差放大器将输出电压样本与基准电压进行比较，并强制输出级在恒定电压下提供负载电流。然而，为了保持恒定功率而不是恒定电压，我们必须将功率整合到反馈网络中。然后，误差放大器将输出功率样本与基准电压源进行比较，并驱动输出级以保持它们相等。

图1.稳压器的反馈回路。

图2中的功率调节器提供恒定功率，该功率与施加在V处的电压成线性比例电源组.（比率为电源输出/V电源组= 1W/V.）该稳压器可提供高达 100mW 的功率，以高达 10V 的电压和高达 500mA 的电流驱动 10Ω 至 100Ω 的负载。

图2.功率调节器的反馈环路。

图3显示了几个V值的输出功率与负载电阻的变化电源组电压。它表明，负载功率在 50：1 的负载变化中保持相当恒定，并且对于许多不同的功率设置。

图3.图2所示负载范围（10Ω至500Ω）和各种V值的功率输出电源设置。

该威廉希尔官方网站 的关键是高边功率和电流监视器IC1（MAX4210），其中包括产生与瞬时负载功率成比例的反馈电压所需的威廉希尔官方网站 。它包含一个测量负载电流的电流监视器、一个测量负载电压的缓冲器和一个将两者相乘的模拟乘法器，产生与负载功率成比例的输出电压。电流监视器为高端型，其中检测电阻连接到负载的“热”侧，而不是低（接地）侧。因此，高边监视器可避免在接地路径中增加不必要的电阻。

所示IC1版本（多个版本之一）的电流检测放大器增益为25：对于1Ω检测电阻，放大器输出为每安培电流25V。放大器驱动高增益达林顿对，以最大限度地减小基极电流，基极电流流入负载，但不流过检测电阻。

功率测量的第二个输入是负载电压，通过电阻分压器进行监控，比率为1：25。该电压在内部与电流信号相乘，产生与负载功率成比例的输出：

VPOWER = (VIOUT × 25) × (VOUT/25) = IOUT × VOUT. (1 volt per watt)

通过控制驱动至输出级，误差放大器强制IC1输出（与负载功率成比例）等于VPOWER SET时的参考信号。V+ 电源电压 （18V） 将最大负载电压限制在大约 15V。RLIMIT1 和 RLIMIT2 将负载电流限制在大约 120mA。

该威廉希尔官方网站 设计用于低功耗应用（至100mW），负载阻抗范围很宽。但是，它可以轻松扩展，以适应广泛的负载电流、电压和功率范围。为此，将电流检测电阻调整为大约50mV的中间值（该电阻两端的电压必须<150mV）。同样，应调整R1–R2比，使IC1的电压约为500mV（200mV至1V产生IC1规定的精度）。

其他版本的IC1包含不同的增益值，这会影响功率输出与应用的功率输出之比在电源组水平。最后，您必须根据需要考虑和修改 R 的功率处理能力限制1和输出晶体管。该技术不仅限于所示的线性稳压器;它同样适用于许多开关稳压器，可实现更高的输出功率和更高的效率。