電源中的分壓器

在電源設(shè)計(jì)中，可以手動(dòng)設(shè)置所需的輸出電壓。這在大多數(shù)集成電源電路以及分壓器和線性穩(wěn)壓器IC中都可以在分壓器的幫助下實(shí)現(xiàn)。兩個(gè)電阻值的比值必須合適，以便能夠設(shè)置所需的輸出電壓。圖1所示為分壓器。內(nèi)部基準(zhǔn)電壓（V裁判）和所需的輸出電壓決定了電阻值的比值，如公式1所示：

圖1.穩(wěn)壓器中的分壓器，用于調(diào)節(jié)輸出電壓。

基準(zhǔn)電壓V裁判由開關(guān)穩(wěn)壓器或線性常規(guī)IC定義，通常為1.2 V、0.8 V甚至0.6 V。該電壓表示輸出電壓（V外） 可以設(shè)置為 。在已知基準(zhǔn)電壓和輸出電壓的情況下，等式中仍存在兩個(gè)未知數(shù)：R1和R2?，F(xiàn)在可以相對(duì)自由地選擇兩個(gè)電阻值中的一個(gè)，因?yàn)橥ǔＶ档陀?00 kΩ。

如果電阻值過(guò)低，則由于不斷流動(dòng)的電流V引起的功率損耗外/（R1 + R2） 在操作期間非常高。如果R1和R2的值均為1 kΩ，則在2.4 V輸出電壓下，1.2 mA的連續(xù)漏電流將流動(dòng)。這相當(dāng)于僅分壓器產(chǎn)生的2.88 mW功率損耗。

根據(jù)輸出電壓的設(shè)置精度以及FB引腳上電源誤差放大器中的電流有多高，可以通過(guò)考慮該電流更精確地指定公式1。

但是，電阻值不應(yīng)太高。如果每個(gè)電阻值為1 MΩ，則功耗僅為2.88 μW。這種具有非常高值的電阻尺寸的一個(gè)主要缺點(diǎn)是它會(huì)導(dǎo)致非常高的反饋節(jié)點(diǎn)阻抗。流入反饋節(jié)點(diǎn)的電流可能非常低，具體取決于穩(wěn)壓器。因此，噪聲會(huì)耦合到反饋節(jié)點(diǎn)，直接影響電源的控制環(huán)路。這會(huì)停止輸出電壓的調(diào)節(jié)并導(dǎo)致控制環(huán)路不穩(wěn)定。

特別是在開關(guān)穩(wěn)壓器中，這種行為至關(guān)重要，因?yàn)殡娏鞯目焖偾袚Q會(huì)產(chǎn)生噪聲，并且可能耦合到反饋節(jié)點(diǎn)。

R1 + R2的有用電阻值介于50 kΩ和500 kΩ之間，具體取決于其他電路段的預(yù)期噪聲、輸出電壓值以及降低功率損耗的需求。

另一個(gè)重要方面是分壓器在電路板布局上的放置。反饋節(jié)點(diǎn)應(yīng)設(shè)計(jì)得盡可能小，以便將極小的噪聲耦合到該高阻抗節(jié)點(diǎn)。電阻R1和R2也應(yīng)非?？拷娫碔C的反饋引腳。R1和負(fù)載之間的連接通常不是高阻抗節(jié)點(diǎn)，因此可以設(shè)計(jì)為具有更長(zhǎng)的走線。圖2顯示了放置在反饋節(jié)點(diǎn)附近的電阻示例。

圖2.電源中放置良好的分壓器示例。

為了降低分壓器的功率損耗，特別是在能量收集等超低功耗應(yīng)用中，一些IC（如ADP5301降壓穩(wěn)壓器）具有輸出電壓設(shè)置功能，在啟動(dòng)期間僅檢查一次VID引腳上的可變電阻值。然后存儲(chǔ)該值以供持續(xù)運(yùn)行，而不會(huì)有電流不斷流過(guò)分壓器。適用于高效應(yīng)用的非常明智的解決方案。

圖3.輸出電壓的調(diào)整，分壓器中沒(méi)有連續(xù)的功率損耗。

審核編輯：郭婷