使用负载监控IC MAX4210独立检测负载电流和负载电压

该电路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。

该电路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电路。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。

该电路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。