雖然輸出電壓不斷下降而穩(wěn)壓要求正變得越來(lái)越高,，但是您的任務(wù)可能并非像其表面上看起來(lái)那么困難,。即使必須要使用 1% 或更大的容差電阻來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)路。乍一看,，您可能會(huì)認(rèn)為這一方案僅限于兩倍電阻容差精度,。幸運(yùn)的是，實(shí)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(shuō)明這一比率,。第一種情況是假設(shè)一點(diǎn)分壓也沒(méi)有,，換句話(huà)就是說(shuō)輸出電壓等于參考電壓。很明顯,，這種情況下沒(méi)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(gè)方向變化的 R1 值,，以及往另一個(gè)方向變化的 R2 值,。第三種易于說(shuō)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(duì)比關(guān)系的函數(shù),。（詳細(xì)推導(dǎo)過(guò)程請(qǐng)參見(jiàn)附錄,。）簡(jiǎn)化之后，分壓器精度為 (1 – Vref/Vout)*2*容差,，其與我們通過(guò)檢查得到的三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)相關(guān),。我們對(duì)該方程式進(jìn)行了一些簡(jiǎn)化處理，但對(duì)大多數(shù)電阻容差來(lái)說(shuō)都應(yīng)該足夠精確。
圖 2 輸出精度很直觀(guān)：(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(lái)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(shí)會(huì)帶來(lái) 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(shuō)明書(shū)的電阻誤差術(shù)語(yǔ)匯編,。在設(shè)計(jì)中,，該列表會(huì)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(xiàng),。表格中的每一項(xiàng)都有其微妙的影響。例如,，沒(méi)有指定具體的溫度系數(shù)范圍,，而實(shí)際上兩個(gè)電阻都可能隨溫度變化以相同方向變化，并且不會(huì)在相反的極端,。在對(duì)一些經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)工程師進(jìn)行簡(jiǎn)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(gè)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(shí)一般為 0.2%～4% |
| 使用壽命 | 1% | 2.5% | 額定功率條件下 1000 小時(shí) |
| 焊接 | 1% | 3.5% | 260 攝氏度時(shí) 10 秒 |
| 低溫運(yùn)行 | 0.75% | 4.25% | -55 攝氏度條件下，1 小時(shí) |
| 高溫暴露 | 1% | 5.25% | 125 攝氏度條件下,，100 小時(shí) |
| 短時(shí)過(guò)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(dòng) | 0.2% | 10.65% | 10-2000Hz |
總之,，提供較好的低壓輸出精度并非是一項(xiàng)令人畏懼的任務(wù)，因?yàn)榈头謮浩鞅缺旧砭洼^為精確,。
下個(gè)月我們將討論獲得負(fù)電壓的一種有趣的電源拓?fù)?，敬?qǐng)期待。
本文最后面列出了一些我撰寫(xiě)的其他《電源設(shè)計(jì)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(qǐng)?jiān)L問(wèn)：www.ti.com.cn/power。
附件 - 求解計(jì)算頂部分壓器電阻值,，其為分壓器比 (R) 的函數(shù)：
重寫(xiě)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：
