Линейный источник питания

Зададимся целью разработать источник питания с диапазоном регулировки выходного напряжения 0–30 В и ограничением максимального выходного тока в пределах 0–1 А с цифровым интерфейсом. Схема подобного источника – не тайна за семью печатями (см. рис. 1). Некоторую трудность составляет лишь выбор компонентов для нее. Поскольку в рассматриваемом случае выбор несколько ограничивает максимальное выходное напряжение 30 В, придется поискать усилитель с допустимым напряжением питания более 30 В. Выберем операционный усилитель MCP6V51 компании Microchip Technology с максимально допустимым напряжением питания 49,5 В и нормируемым напряжением питания до 45 В. В пользу такого выбора говорит и низкий температурный дрейф смещения, не превышающий 36нв/C. Для построения схемы ограничения максимального тока воспользуемся датчиком тока верхнего плеча MCP6C02 этой же компании. Как видно из рисунка 1, схема аналоговой части источника ничем не отличается от множества подобных – проходной транзистор и интегрирующий усилитель (Иу) в качестве регулятора напряжения. Поскольку напряжение поступает с выхода встроенного в МКцапи может меняться в пределах 0–3,3 В, необходимо масштабировать обратную связь с выхода источника с помощью резистивного делителя напряжения R1–R2. В качестве R2 можно использовать потенциометр.Токочувствительныйусилитель MCP6C02 способен работать с синфазным напряжением до 65 В, а его коэффициент усиления достигает 100, что позволяет измерить малые токи и уменьшить сопротивление шунтирующего сопротивления до 30 мОм. Таким образом, при протекании тока 1 А выходное напряжение на выходе MCP6C02 составит 30 мОм ∙ 1 А ∙ 100 = 3 В. Сопротивление 30 мОм получено для проводника печатной платы длиной примерно 6,4 мм и шириной 400 мил (10,16 мм). Нагрузка лабораторного источника может меняться в широких пределах 0–1 А, поэтому необходимо защитить вход усилителя MCP6C02 от повышенного синфазного напряжения. Подобная защита реализована с помощью диодов D1, D2 и токоограничивающего резистора R12 с сопротивлением 33 Ом. Заметим, чтопостоянная времениинтегрирующего усилителя U2, осуществляющего защиту по максимальному току, значительно превышаетпостоянную времениИуU1, служащего регулятором напряжения, что позволяет избежать ложные срабатывания и компенсировать задержку в канале измерения тока. Заметим также, что в случае достижения предельного значения выходного тока источник питания переходит в режим работы источника тока.