【導讀】本文將演示如何為設計選擇正確的電源容差。具體來說

，本文將使用LTpowerCAD電阻分壓器工具箱來展示如何使用元件容差並估算輸出電壓中的相應誤差。有了這些信息
，設計人員就能正確決定其應用允許的容差。

簡介

幾乎任何電路中都能找到電源。從無線電收發器到微處理器
、FPGA和放大器，電源模塊必定存在於其中某個位置，它是任何模擬或數字電路的重要組成部分。

同任何其他元器件一樣，電源也有很多形狀和形式。不同架構（例如線性穩壓器或開關模式穩壓器）各有優缺點，這導致在某些應用中
，一種架構優於另一種架構。在所有這些架構中，一個共同點是輸出通常由外部元件（尤其是反饋電阻）的組合決定。

zaifangzhengongjudebangzhuxia
，womenkeyishejidianyuanyimanzubiyaodeguige
，bingdechumanzuguigedeyuanjianzhi。jinguanfangzhenjieguoxianshijiaoweilixiang，danshijiqingkuangcunzaijuxianxing。yigechangjiandelizishiyuanjianrongcha。shijishang
，dianzuhuodianrongdengyuanjiandeedingzhiyousuobutong
，rongchajiushiyonglaimiaoshuzhezhongchayide。shuchu5 V信號的57 kΩ和23 kΩ電阻的仿真電阻組合，會與實際的57 kΩ和23 kΩ組合不同，因為元件存在差異。除了IC固有的誤差外
，該容差也會影響直流輸出電壓的精度。

穩壓器輸出計算

ADI公司的許多穩壓器IC有一個輸出反饋引腳（FB或ADJ引腳）。因此，輸出電壓可以通過一對外部電阻RTOP和RBOT來設置，其中RTOP連接到VOUT和FB引腳
，RBOT連接FB引腳和IC信號接地引腳。通常
，標準IC數據手冊會給出如下公式：

其中VREF為IC內部基準電壓，用作反饋誤差放大器的內部輸入。我們以 LT3062線性穩壓器 的輸出電壓公式為例。圖1顯示了其計算的輸出電壓。

圖1.LT3062的輸出電壓 

利用內部生成並假定為準確的基準電壓（LT3062的VREF = 0.6 V）
，輸出分壓器反饋網絡（R1和R2）決定IC調節的電壓電平。在LT3062公式中，還有一個來自IADJ的附加項
，即從ADJ引腳流出的非理想偏置電流。其典型值為15 nA
，但最高可達60 nA，如電氣特性(EC)表所示

，它會導致額外的VOUT調節誤差。

表1.針對常見電壓輸出電平的LT3062 R1和R2組合

如果使用1%容差的R1和R2，那麼由電阻分壓器引起的總Vo誤差是多少——1%還是2%？對於某個應用，是否應該使用0.5%或0.1%容(rong)差(cha)的(de)電(dian)阻(zu)？輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)一(yi)定(ding)的(de)精(jing)度(du)，選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)電(dian)阻(zu)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。如(ru)果(guo)使(shi)用(yong)較(jiao)高(gao)容(rong)差(cha)的(de)電(dian)阻(zu)可(ke)以(yi)達(da)到(dao)目(mu)標(biao)誤(wu)差(cha)
，您(nin)可(ke)能(neng)不(bu)想(xiang)使(shi)用(yong)容(rong)差(cha)非(fei)常(chang)低(di)的(de)電(dian)阻(zu)（它可能相當昂貴）。

LTpowerCAD電阻分壓器工具

為了幫助設計，我們可以使用 LTpowerCAD®電阻分壓器 工具。LTpowerCAD是一款完整的電源設計程序
，具備一個設計工具箱，其中包括電阻分壓器設計工具。電阻分壓器工具接受諸如所需輸出電壓電平VOUT和穩壓器基準電壓VREF（ADJ引腳或FB引腳電壓）之類的輸入，然後根據所選容差推薦能夠實現所需電壓的市售標準電阻值。使用此工具估算兩個誤差：1) 由標準分立標準電阻值引起的誤差。注意：對於給定VOUT和VREF，該工具會自動選擇最佳匹配的標準電阻值對以使此誤差最小，因而實際VOUT最接近目標值。2) 對於給定的VOUT和VREF組合

，由電阻容差引起的誤差。事實上，使用一對精度為1%的電阻分壓器時，分壓器有效容差將是分壓比的函數，範圍在1%到2%之間。LTpowerCAD電(dian)阻(zu)分(fen)壓(ya)器(qi)工(gong)具(ju)將(jiang)這(zhe)兩(liang)個(ge)誤(wu)差(cha)相(xiang)加(jia)以(yi)獲(huo)得(de)電(dian)阻(zu)分(fen)壓(ya)器(qi)總(zong)容(rong)差(cha)。這(zhe)讓(rang)工(gong)程(cheng)師(shi)可(ke)以(yi)輕(qing)鬆(song)查(zha)看(kan)總(zong)誤(wu)差(cha)，從(cong)而(er)確(que)定(ding)滿(man)足(zu)最(zui)終(zhong)目(mu)標(biao)需(xu)要(yao)何(he)種(zhong)水(shui)平(ping)的(de)電(dian)阻(zu)容(rong)差(cha)（0.1%、0.5%、1%還是2%）。

圖2.打開LTpowerCAD工具箱中的電阻分壓器工具

圖3.LTpowerCAD電阻分壓器工具：電阻對推薦

該工具還能在給定頂部或底部電阻（用戶輸入）時求取另一電阻值，同時考慮目標或允許的元件容差。

除了給出推薦電阻值之外，該工具還會顯示與元件容差相關的誤差計算（相對於理想和實際VOUT）。

有了這些參數，在給定元件容差的情況下，設計人員便可大致了解預期電壓範圍
，並評估它是否適合目標應用。

最後
，該工具還能為任何給定值找出標準值電阻，以幫助簡化元件搜索。

其他誤差和注意事項

需要指出的是，此電阻分壓器工具僅估計電阻分壓器導致的直流誤差。它不包括其他直流誤差，而要獲得總電源VOUT調節精度
，應將這些誤差加到電阻分壓器誤差上。這些額外的誤差包括：1) IC內部基準電壓VREF誤差
，其典型值在0.5%到1.5%範圍內，可以在IC數據手冊EC表中找到；2) 電源電壓和負載調整率誤差
，這些也可以在IC EC表中找到；3) ADJ或FB引腳漏電流誤差，例如在LT3062示例中，RBOT值應比較低以減少該誤差；4) 本地IC和遠程負載器件之間的PCB電阻引起的其他誤差等。設計電源時，總誤差估計應考慮到所有這些誤差。

此外，高精度電子係統還可能對總電源輸出電壓容差有嚴格要求
，包括直流誤差和交流紋波。例如，許多大電流ASIC和FPGA要求±2%或±3%的(de)總(zong)容(rong)差(cha)窗(chuang)口(kou)
，其(qi)中(zhong)包(bao)括(kuo)直(zhi)流(liu)誤(wu)差(cha)和(he)交(jiao)流(liu)紋(wen)波(bo)。為(wei)滿(man)足(zu)這(zhe)一(yi)嚴(yan)格(ge)要(yao)求(qiu)
，電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)必(bi)須(xu)提(ti)供(gong)快(kuai)速(su)瞬(shun)態(tai)響(xiang)應(ying)，並(bing)具(ju)有(you)大(da)輸(shu)出(chu)電(dian)容(rong)，以(yi)使(shi)快(kuai)速(su)負(fu)載(zai)階(jie)躍(yue)瞬(shun)態(tai)期(qi)間(jian)的(de)VOUT紋波最小化。在這種情況下
，選擇具有極小VREF容差的IC至關重要。高電流軌需要具有遠程電壓檢測能力的穩壓器。此外，相比於使用0.5%甚至0.1%電阻造成的成本小幅上升，輸出電容節省的空間和成本要大得多。使用集成模塊也很有幫助，例如 ADI LTM 係列µModule®穩壓器，它指定了完整高性能電源解決方案的總直流調節容差（包括VREF
、電壓和負載調整率誤差）。

圖4.LTpowerCAD電阻分壓器工具：RTOP或RBOTTOM求解器

圖5.LTpowerCAD電阻分壓器工具：電壓誤差計算

圖6.LTpowerCAD電阻分壓器工具：標準電阻查找器

結論

各種目標應用都需要一定水平的電源VOUT容差。幾毫伏的誤差可能是不同係統的一個關鍵方麵
，因此必須滿足適當的設計要求。

影響穩壓器精度的一個外部可控因素是元件容差。使用容差為0.5%的電阻與使用容差為2%的de電dian阻zu之zhi間jian的de差cha異yi
，可ke能neng會hui對dui係xi統tong性xing能neng產chan生sheng重zhong大da影ying響xiang，而er選xuan擇ze正zheng確que的de元yuan件jian可ke以yi減jian少shao出chu錯cuo的de可ke能neng性xing。選xuan擇ze合he適shi的de元yuan件jian還hai有you助zhu於yu最zui大da限xian度du地di降jiang低di成cheng本ben並bing提ti高gao可ke靠kao性xing，因yin為wei這zhe樣yang就jiu不bu需xu要yao更geng換huan元yuan件jian，或huo者zhe更geng換huan次ci數shu大da大da減jian少shao。

利用LTpowerCAD電阻分壓器工具，工程師可以觀察元件容差對其電源設計的影響。通過初步選擇目標輸出電壓和基準引腳電壓，設計人員可以：(1) 為目標電壓獲得最佳匹配的標準電阻對
，(2) 求解頂部或底部電阻，以及 (3) 實現所需範圍的電壓誤差（由電阻分壓器容差引起）。

憑ping借jie其qi提ti供gong的de功gong能neng，加jia上shang標biao準zhun電dian阻zu查zha找zhao器qi
，該gai電dian阻zu分fen壓ya器qi工gong具ju已yi被bei證zheng明ming對dui電dian源yuan設she計ji大da有you幫bang助zhu，尤you其qi是shi可ke以yi幫bang助zhu初chu涉she電dian源yuan設she計ji的de工gong程cheng師shi熟shu悉xi這zhe一yi領ling域yu。工gong程cheng師shi使shi用yong此ci工gong具ju可ke以yi設she計ji出chu符fu合he目mu標biao應ying用yong所suo需xu規gui格ge的de電dian源yuan，並bing確que保bao向xiang不bu同tong係xi統tong模mo塊kuai提ti供gong優you化hua的de性xing能neng和he功gong率lv。

免責聲明：本文為轉載文章
，轉載此文目的在於傳遞更多信息
，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片
、文字如涉及作品版權問題
，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

典型吸塵器/掃地機器人BMS拓撲

降壓轉換器 - 從電路到完全集成的模塊

MOS管驅動芯片LT1910

恒定導通時間控製的過去與現在

模擬開關充當DC/DC轉換器