恒功率驱动器简单、高效且价格低廉

电流检测放大器和乘法器组合（MAX4211F）检测负载两端的电流和电压，并在其输出端（POUT）之一提供与这些变量的连续乘积成比例的电压，即与负载的瞬时功率成正比。外部运算放大器产生相应的PWM（脉宽调制）输出信号，用于控制与负载串联的p沟道MOSFET。

执行器和传感器系统有时包括阻性负载，无论负载的电阻值如何，都需要可控的恒定功率驱动器。如果该值随工作条件而变化，也可能随其最近的工作历史而变化，那么对施加的电压或电流进行简单的控制和调节不足以确保提供恒定功率。图1所示电路利用此类负载的阻性特性提供恒定功率，并提供可变占空比的斩波直流驱动，实现简单、低成本和高效率。

图1.该电路在文中所述的限值内向负载提供恒定功率。

电流检测放大器和乘法器组合（MAX4211F）检测负载两端的电流和电压，并在其输出端（POUT）之一提供与这些变量的连续乘积成比例的电压，即与负载的瞬时功率成正比。

双通道运算放大器（MAX4163）的一半产生恒定频率（约300Hz）的伪锯齿信号，连接到MAX4211F辅助比较器的同相输入。另一个运算放大器（下半部分）用作误差放大器，对功率信号求平均值，然后将其与控制基准进行比较，同时放大差值。误差放大器输出连接到辅助比较器的反相输入，后者进而产生PWM（脉宽调制）输出信号。该PWM信号驱动一个与负载串联的P沟道MOSFET。

电路应用得到简化，因为负载具有一侧对地，并且控制输入是低电平直流信号（或微控制器生成的PWM控制信号）。控制电路需要约1mA电流，由+5V电源供电。

电路的功率限值由电源工作电压范围、其工作的最大允许峰值负载电流以及负载电阻值定义。电源电压范围为8V至24V，由MOSFET特性和MAX4211F输入（IN）的动态电压范围设置。（该范围涵盖了工业和仪器仪表系统的大部分直流电源。峰值负载电流为4A，由MAX4211F检流输入端的电压动态范围和检流电阻的选定值（本例中为25mΩ）共同决定。

给定所需的功率水平，电压和峰值电流限值为每种情况下的负载电阻设定边界。最小允许负载电阻由预期最大功率电压与峰值电流限值（4A）之比给出。电路可以调节的最大负载功率大约是预期最小功率电压除以预期最大负载电阻的平方。

在任何情况下，电路中的最大功率损耗在检测电阻中为0.4W，在功率MOSFET中为0.8W，总计为1.2W。带控制电压输入（V续） 在 0.5V 时，如图所示的电路向 6Ω 负载提供稳定的 10W，当电源电压从 8V 扫描至 24V 时，稳定在 ±1% 以内。它可以为相同的负载提供稳定的60W ±0.2%（V续= 3V），但只能通过 19V 至 24V 的电源电压范围。从 22V 到 24V 和 V续= 4V，可提供高达 80W ±0.2% 的功率。

电源电压为 16V 和 V续= 0.5V，输出功率保持在10W ±1%，负载变化范围为4Ω至12Ω。电源电压或负载变化引起的功率调节值变化大多由MAX4211F乘法器的非线性引起，且在IC规定的误差限值内。

审核编辑：郭婷