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设计一个 100A 有源负载用来测试电源可靠性(2)




设计一个 100A 有源负载用来测试电源可靠性
您可以根据这些概念开发详细的原理图(图 5)。主放大器 A 1响应直流和脉冲输入。您还可以从 A 3向它发送一个反馈信号,该信号代表负载电流。A 1通过 Q 4 /Q 5栅极驱动级设置 Q 1的电导率,该级使用 A 2主动偏置。栅极驱动器输入二极管上的电压降将高到足以完全开启 Q 4和 Q 5。为防止这种过驱动,请使用 Q 3降低下二极管两端的电压。放大器 A 2通过将 Q 5的平均集电极电流与参考值进行比较并控制 Q 3的导通来确定栅极驱动级偏置,从而关闭环路。该回路将 Q 4和 Q 5基极的电压降保持在远低于 1.2V 的值,并且伺服该值直到 Q 4和 Q 5具有 10 mA 的平均集电极偏置电流。


设计一个 100A 有源负载用来测试电源可靠性
如果负载开启时间过长,负载的占空比会过热。您可以使用大功率脉冲发生器设计人员使用的技术设计保护电路。馈送比较器 IC 1的平均输入电压值。它将该电压与使用耗散限制调节电位器设置的参考电压进行比较。如果输入占空比超过此限制,比较器 IC 1通过 Q 2关闭 FET 栅极驱动。热敏开关 S 1提供进一步的保护。如果 Q 1的散热器过热,S 1会打开并断开栅极驱动信号。通过转移 Q 4的偏置电压、晶体管 Q 6和齐纳二极管防止 Q 1在 -15V 电源不存在时导通。如果您失去 15V 电源,A 1正输入上的 1-kΩ 电阻可防止放大器损坏。


设计一个 100A 有源负载用来测试电源可靠性

微调优化了动态响应,确定了环路的直流基线空闲电流,设置了耗散限制,并控制了栅极驱动器的级偏置。直流微调是不言自明的。A 1处的环路补偿和 FET 响应交流微调更为微妙。调整它们以获得环路稳定性、边沿速率和脉冲纯度之间的最佳折衷。您可以使用 A 1的环路补偿微调电容器来设置最大带宽的滚降,并适应 Q 1的栅极电容和 A 3引入的相移。FET 响应调整部分补偿了 Q 1固有的非线性增益特性,提高了前后脉冲的角保真度。
电路测试
您最初使用配备有大量、低损耗、宽带旁路的夹具来测试电路(图 6)。在大电流路径中进行极低电感布局非常重要。必须尽一切努力将 100A 路径中的电感降至最低。如果将高电流路径中的电感降至最低(图 7),则在正确调整电路后应该会获得良好的结果。100A 幅度的高速波形是纯正的,几乎看不到顶部和底部后角的不忠。


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