雖然輸出電壓不斷下降而穩(wěn)壓要求正變得越來越高，但是您的任務(wù)可能并非像其表面上看起來那么困難。即使必須要使用 1% 或更大的容差電阻來進(jìn)行設(shè)計，但您仍然可以得到非常精確的輸出電壓。
圖 1 顯示了一款典型的電源調(diào)節(jié)電路。輸出被分流降壓，并與參考電壓進(jìn)行比較。差異被放大，并用于驅(qū)動調(diào)節(jié)環(huán)路。乍一看，您可能會認(rèn)為這一方案僅限于兩倍電阻容差精度。幸運的是，實際并非如此；精度還是輸出電壓與參考電壓之比的強(qiáng)函數(shù)。
圖 1 輸出精度是分壓器比、基準(zhǔn)精度和誤差放大器補(bǔ)償?shù)暮瘮?shù)
三種不同的情況可以非常容易地說明這一比率。第一種情況是假設(shè)一點分壓也沒有，換句話就是說輸出電壓等于參考電壓。很明顯，這種情況下沒有電阻分壓誤差。第二種情況是假設(shè)輸出電壓大大高于參考電壓。在這種情況下，R1 大于 R2。分壓器誤差是電阻容差的兩倍，從而得到一個方向變化的 R1 值，以及往另一個方向變化的 R2 值。第三種易于說明的情況是假設(shè)輸出電壓是參考電壓的兩倍。在這種情況下，額定電阻值相等。因此，如果電阻容差以反方向變化，則分壓器方程式頂部隨著該容差值變化，而分母變?yōu)榱恪?/p>
圖 2 顯示了輸出精度，其為參考電壓與輸出電壓對比關(guān)系的函數(shù)。（詳細(xì)推導(dǎo)過程請參見附錄。）簡化之后，分壓器精度為 (1 – Vref/Vout)*2*容差，其與我們通過檢查得到的三個數(shù)據(jù)點相關(guān)。我們對該方程式進(jìn)行了一些簡化處理，但對大多數(shù)電阻容差來說都應(yīng)該足夠精確。
圖 2 輸出精度很直觀：(1-Vref/Vout)*2*容差（顯示的 1% 電阻）
有趣的是，這樣給低壓輸出帶來了更高的精度。許多 IC 參考電壓范圍為 0.6～1.25 V 之間，輸出電壓降至這一范圍時會帶來 1% 或更高的精度。表 1 給出了您可能需要了解的一些信息，這些信息是典型電阻器產(chǎn)品說明書的電阻誤差術(shù)語匯編。在設(shè)計中，該列表會較難理解。大多數(shù)工程師都止步于初始容差，然而列表中還有一些或許不應(yīng)被忽略的誤差項。表格中的每一項都有其微妙的影響。例如，沒有指定具體的溫度系數(shù)范圍，而實際上兩個電阻都可能隨溫度變化以相同方向變化，并且不會在相反的極端。在對一些經(jīng)驗豐富的設(shè)計工程師進(jìn)行簡單調(diào)查后，得出的結(jié)論是假設(shè) 1% 容差電阻的 2.5% 精度可在極端情況和合理成本之間得到一個合理的折中方案。
表 1 電阻容差可相加
| 誤差源 | 典型值 | 和 | 備注 |
| 初始容差 | 1% | 1% | 一般 0.1%、0.5%、1% 或 5% |
| 溫度系數(shù) | 0.5% | 1.5% | 70 攝氏度時一般為 0.2%～4% |
| 使用壽命 | 1% | 2.5% | 額定功率條件下 1000 小時 |
| 焊接 | 1% | 3.5% | 260 攝氏度時 10 秒 |
| 低溫運行 | 0.75% | 4.25% | -55 攝氏度條件下，1 小時 |
| 高溫暴露 | 1% | 5.25% | 125 攝氏度條件下，100 小時 |
| 短時過載 | 2% | 7.25% | 2.5 x RCWV，5 秒 |
| 引出端強(qiáng)度 | 0.5% | 7.75% | 2mm 彎曲，10 秒 |
| 耐潮性 | 2% | 9.75% | Mil Std 202 標(biāo)準(zhǔn) |
| 溫度循環(huán) | 0.5% | 10.25% | |
| 溫度沖擊 | 0.2% | 10.45% | 50G，11ms |
| 高頻振動 | 0.2% | 10.65% | 10-2000Hz |
總之，提供較好的低壓輸出精度并非是一項令人畏懼的任務(wù)，因為低分壓器比本身就較為精確。
下個月我們將討論獲得負(fù)電壓的一種有趣的電源拓?fù)洌凑埰诖?/p>
本文最后面列出了一些我撰寫的其他《電源設(shè)計小貼士》文章。如欲了解本文章內(nèi)容及其他電源解決方案的更多詳情，敬請訪問：www.ti.com.cn/power。
附件 - 求解計算頂部分壓器電阻值，其為分壓器比 (R) 的函數(shù)：
重寫表達(dá)式為電阻容差 (T) 的函數(shù)：
代入 R1：
頂部和底部乘以 R/R2：
除以 R，然后減去 1，得到誤差：
