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簡介：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，就會帶來麻煩。 有三種常見的使用不當可能會導致這樣的問題： 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小，則輸出電壓精度下降。 雖然一些器件確實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——效應從遠低于該點處就會出現，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范圍不會導致這種振蕩——記住，在復雜系統中，多個子系統可能共享一個基準電壓源，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題。 當時我正在設計兩個非常簡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單，但構建時，只要接近正確電壓，兩個系統都無法工作。 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“簡化原理圖”顯示輸出由類似運算放大器的結構驅動。 運算放大器可以在輸出端進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。 數據手冊完全沒有提醒這個問題。 負載調整率在0 mA至5 mA輸出電流范圍內定義，這意味著較大的反向電流(幾十或幾百μA!)可能造成問題，但這并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±X mA輸出電流定義輸出電壓，就能確定情況確實如此。 或者，如果知道電流會流入基準電壓源的輸出端，就可以通過一個足夠小的電阻將輸出端接地，以吸收一切電流。 這樣可以確保基準電壓源輸出中的電流始終流出器件，問題就此解決。 參考文獻 1 低壓差基準電壓源(或線性調節器)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應謹慎，因為可能會出現非常見問題解答11中的問題，且這個問題有擴大趨勢。 我在這兩個設計中使用的運算放大器經過仔細選擇，以避免這類問題。 |
