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簡(jiǎn)介：為什么基準電壓源遠不如數據手冊上保證的精度? 很多情況下是因為使用不當。 如果基準電壓源使用不當，就會(huì )帶來(lái)麻煩。 有三種常見(jiàn)的使用不當可能會(huì )導致這樣的問(wèn)題： 裕量不足、負載不正確和反向輸出電流。 前兩項一般在數據手冊中提及，易于避免;第三項很少提及，可能會(huì )導致難以診斷的問(wèn)題。 大部分基準電壓源具有輸入、輸出和接地端子——輸出端子在較寬的輸入電壓和負載電流范圍內保持地以上的精確電壓。 但是，如果輸入和輸出電壓之差過(guò)小，則輸出電壓精度下降。 雖然一些器件確實(shí)能在略低的電壓下工作(但性能不佳)，但這樣做不安全。 在全精度范圍內工作很重要，可以得到指定精度。 大部分基準電壓源具有限流輸出，因此不會(huì )受到短路的損害。 如果用來(lái)提供過(guò)多電流，則輸出電壓將下降——效應從遠低于該點(diǎn)處就會(huì )出現，使器件進(jìn)入全限流模式。 查看數據手冊中的最大負載電流和輸出電流，了解精度從何處開(kāi)始下降(通常在曲線(xiàn)圖上表示)。 錯誤加載基準電壓源的另一肇因是使用不正確的容性負載——很多(甚至是大部分)基準電壓源可在任意容性負載下穩定化，尤其是一些低壓差(LDO1)類(lèi)型可能隨負載電容過(guò)多或過(guò)少而振蕩，甚至同時(shí)發(fā)生兩種情況! 如果發(fā)生這種情況，則輸出電壓將無(wú)法正確調節。 通過(guò)RTFDS2或實(shí)驗確保應用中基準電壓源遇到的電容范圍不會(huì )導致這種振蕩——記住，在復雜系統中，多個(gè)子系統可能共享一個(gè)基準電壓源，但您并不負責所有子系統的設計。 幾周之前，我自己就遇到了第三種問(wèn)題。 當時(shí)我正在設計兩個(gè)非常簡(jiǎn)單的低功耗電池管理系統，定義電壓檢測部分的電阻方程也很簡(jiǎn)單，但構建時(shí)，只要接近正確電壓，兩個(gè)系統都無(wú)法工作。 我花了幾天才發(fā)現，這些器件中的基準電壓源驅動(dòng)的是運算放大器的同相輸入端，而正反饋配置為比較器3，具有定義的遲滯。 當運算放大器輸出高電平時(shí)，反饋電阻驅動(dòng)大約6 μA電流返回基準電壓源輸出。 我使用的是ADR291和ADR292基準電壓源，并且這些器件數據手冊中的“簡(jiǎn)化原理圖”顯示輸出由類(lèi)似運算放大器的結構驅動(dòng)。 運算放大器可以在輸出端進(jìn)行源電流和吸電流操作，而我下意識認為這些基準電壓源也一樣。 事實(shí)并非如此! 5 μA左右的反向電流足以提高輸出電壓。 數據手冊完全沒(méi)有提醒這個(gè)問(wèn)題。 負載調整率在0 mA至5 mA輸出電流范圍內定義，這意味著(zhù)較大的反向電流(幾十或幾百μA!)可能造成問(wèn)題，但這并不表示極小的反向電流無(wú)法安全流過(guò)電阻鏈R1、R2和R3(如簡(jiǎn)化原理圖所示)。 一旦清楚這個(gè)問(wèn)題，要避免就很簡(jiǎn)單了。 很多基準電壓源具有吸電流和源電流能力，如果數據手冊針對±X mA輸出電流定義輸出電壓，就能確定情況確實(shí)如此。 或者，如果知道電流會(huì )流入基準電壓源的輸出端，就可以通過(guò)一個(gè)足夠小的電阻將輸出端接地，以吸收一切電流。 這樣可以確�；鶞孰妷涸摧敵鲋械碾娏魇冀K流出器件，問(wèn)題就此解決。 參考文獻 1 低壓差基準電壓源(或線(xiàn)性調節器)使用輸出級，允許輸入電壓非常接近(幾百mV甚至更接近)調節輸出電壓，而不會(huì )損失輸出電壓精度。 2 RTFDS = 閱讀淺顯易懂的數據手冊。 3 將運算放大器用作比較器時(shí)應謹慎，因為可能會(huì )出現非常見(jiàn)問(wèn)題解答11中的問(wèn)題，且這個(gè)問(wèn)題有擴大趨勢。 我在這兩個(gè)設計中使用的運算放大器經(jīng)過(guò)仔細選擇，以避免這類(lèi)問(wèn)題。 |
