數據手冊也不能全信!基準電壓源也會惹麻煩
發布時間:2015-09-04 責任編輯:echolady
【導讀】有(you)些(xie)人(ren)會(hui)發(fa)現(xian)基(ji)準(zhun)電(dian)壓(ya)源(yuan)的(de)數(shu)據(ju)沒(mei)有(you)數(shu)據(ju)手(shou)冊(ce)上(shang)說(shuo)的(de)那(na)麼(me)精(jing)準(zhun),這(zhe)是(shi)什(shen)麼(me)原(yuan)因(yin)?資(zi)深(shen)專(zhuan)家(jia)告(gao)訴(su)你(ni)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)都(dou)是(shi)由(you)於(yu)使(shi)用(yong)不(bu)當(dang)。一(yi)旦(dan)基(ji)準(zhun)電(dian)壓(ya)源(yuan)使(shi)用(yong)不(bu)當(dang)極(ji)易(yi)造(zao)成(cheng)裕量不足、負載不正確和反向輸出電流等狀況。這三種狀況都是數據手冊上說到的常見問題,如果平時遇到這種問題一定要及時避免。
weishenmejizhundianyayuanyuanburushujushouceshangbaozhengdejingdu?henduoqingkuangxiashiyinweishiyongbudang。ruguojizhundianyayuanshiyongbudang,jiuhuidailaimafan。yousanzhongchangjiandeshiyongbudangkenenghuidaozhizheyangdewenti: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,易於避免;第三項很少提及,可能會導致難以診斷的問題。
大部分基準電壓源具有輸入、輸出和接地端子——輸(shu)出(chu)端(duan)子(zi)在(zai)較(jiao)寬(kuan)的(de)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)和(he)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)範(fan)圍(wei)內(nei)保(bao)持(chi)地(di)以(yi)上(shang)的(de)精(jing)確(que)電(dian)壓(ya)。但(dan)是(shi),如(ru)果(guo)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)之(zhi)差(cha)過(guo)小(xiao),則(ze)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)精(jing)度(du)下(xia)降(jiang)。雖(sui)然(ran)一(yi)些(xie)器(qi)件(jian)確(que)實(shi)能(neng)在(zai)略(lve)低(di)的(de)電(dian)壓(ya)下(xia)工(gong)作(zuo)(但性能不佳),但這樣做不安全。在全精度範圍內工作很重要,可以得到指定精度。
大部分基準電壓源具有限流輸出,因此不會受到短路的損害。如果用來提供過多電流,則輸出電壓將下降——效應從遠低於該點處就會出現,使器件進入全限流模式。查看數據手冊中的最大負載電流和輸出電流,了解精度從何處開始下降(通常在曲線圖上表示)。
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)類型可能隨負載電容過多或過少而振蕩,甚至同時發生兩種情況!如果發生這種情況,則輸出電壓將無法正確調節。通過RTFDS2或實驗確保應用中基準電壓源遇到的電容範圍不會導致這種振蕩——記住,在複雜係統中,多個子係統可能共享一個基準電壓源,但您並不負責所有子係統的設計。
幾(ji)周(zhou)之(zhi)前(qian),我(wo)自(zi)己(ji)就(jiu)遇(yu)到(dao)了(le)第(di)三(san)種(zhong)問(wen)題(ti)。當(dang)時(shi)我(wo)正(zheng)在(zai)設(she)計(ji)兩(liang)個(ge)非(fei)常(chang)簡(jian)單(dan)的(de)低(di)功(gong)耗(hao)電(dian)池(chi)管(guan)理(li)係(xi)統(tong),定(ding)義(yi)電(dian)壓(ya)檢(jian)測(ce)部(bu)分(fen)的(de)電(dian)阻(zu)方(fang)程(cheng)也(ye)很(hen)簡(jian)單(dan),但(dan)構(gou)建(jian)時(shi),隻(zhi)要(yao)接(jie)近(jin)正(zheng)確(que)電(dian)壓(ya),兩(liang)個(ge)係(xi)統(tong)都(dou)無(wu)法(fa)工(gong)作(zuo)。
我花了幾天才發現,這些器件中的基準電壓源驅動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,反饋電阻驅動大約6μA電流返回基準電壓源輸出。
我使用的是ADR291和ADR292基準電壓源,並且這些器件數據手冊中的“簡化原理圖”顯xian示shi輸shu出chu由you類lei似si運yun算suan放fang大da器qi的de結jie構gou驅qu動dong。運yun算suan放fang大da器qi可ke以yi在zai輸shu出chu端duan進jin行xing源yuan電dian流liu和he吸xi電dian流liu操cao作zuo,而er我wo下xia意yi識shi認ren為wei這zhe些xie基ji準zhun電dian壓ya源yuan也ye一yi樣yang。事shi實shi並bing非fei如ru此ci!5μA左右的反向電流足以提高輸出電壓。
數據手冊完全沒有提醒這個問題。負載調整率在0mA至5mA輸出電流範圍內定義,這意味著較大的反向電流(幾十或幾百μA!)可能造成問題,但這並不表示極小的反向電流無法安全流過電阻鏈R1、R2和R3(如簡化原理圖所示)。
一旦清楚這個問題,要避免就很簡單了。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±XmA輸shu出chu電dian流liu定ding義yi輸shu出chu電dian壓ya,就jiu能neng確que定ding情qing況kuang確que實shi如ru此ci。或huo者zhe,如ru果guo知zhi道dao電dian流liu會hui流liu入ru基ji準zhun電dian壓ya源yuan的de輸shu出chu端duan,就jiu可ke以yi通tong過guo一yi個ge足zu夠gou小xiao的de電dian阻zu將jiang輸shu出chu端duan接jie地di,以yi吸xi收shou一yi切qie電dian流liu。這zhe樣yang可ke以yi確que保bao基ji準zhun電dian壓ya源yuan輸shu出chu中zhong的de電dian流liu始shi終zhong流liu出chu器qi件jian,問wen題ti就jiu此ci解jie決jue。
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