通過(guò)外部電阻器快速啟動(dòng)計(jì)算器工具讓分流電流保持在器件的工作電流范圍

時(shí)間：2022-03-11 10:25:01

關(guān)鍵字：分流電流電阻計(jì)算

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[導(dǎo)讀]有時(shí)，選擇一個(gè)電壓參考拓?fù)涠皇橇硪粋€(gè)類(lèi)似于決定我們?cè)缟舷胍槐Х冗€是白開(kāi)水。當(dāng)然，水可能會(huì)讓人感覺(jué)清新和清潔，但咖啡中的咖啡因確實(shí)是必要的。同樣，串聯(lián)基準(zhǔn)通常提供低壓差，但并聯(lián)基準(zhǔn)可以處理任何輸入電壓。與分流參考配套的外部電阻器結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)。如果仔細(xì)選擇，外部電阻器將允許我們擁有一個(gè)電壓基準(zhǔn)，該電壓基準(zhǔn)可以支持寬輸入電壓范圍并以低壓差運(yùn)行。

有時(shí)，選擇一個(gè)電壓參考拓?fù)涠皇橇硪粋€(gè)類(lèi)似于決定我們早上想要一杯咖啡還是白開(kāi)水。當(dāng)然，水可能會(huì)讓人感覺(jué)清新和清潔，但咖啡中的咖啡因確實(shí)是必要的。

同樣，串聯(lián)基準(zhǔn)通常提供低壓差，但并聯(lián)基準(zhǔn)可以處理任何輸入電壓。與分流參考配套的外部電阻器結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)。如果仔細(xì)選擇，外部電阻器將允許我們擁有一個(gè)電壓基準(zhǔn)，該電壓基準(zhǔn)可以支持寬輸入電壓范圍并以低壓差運(yùn)行。

為確保分流電流保持在器件的工作電流范圍內(nèi)，我們必須在公式 1 和 2 中定義的范圍內(nèi)選擇一個(gè)外部電阻器：

通過(guò)外部電阻器快速啟動(dòng)計(jì)算器工具讓分流電流保持在器件的工作電流范圍

TI 全新的外部電阻器快速啟動(dòng)計(jì)算器工具通過(guò)提供有關(guān)輸入對(duì)輸出的影響的即時(shí)數(shù)字和視覺(jué)反饋來(lái)簡(jiǎn)化電阻器的選擇。請(qǐng)參見(jiàn)圖 1。

通過(guò)外部電阻器快速啟動(dòng)計(jì)算器工具讓分流電流保持在器件的工作電流范圍

圖 1：用于分流參考的外部電阻器快速啟動(dòng)計(jì)算器界面

從電阻器 (R S ) 快速啟動(dòng)象限開(kāi)始，輸入輸出參考電壓 (V REF )、輸入電源電壓范圍、負(fù)載電流范圍和工作電流范圍的值。在 Schematic Overlay 象限中，輸入與 V REF相關(guān)的輸入電壓、負(fù)載電流和電阻值。該工具將立即說(shuō)明計(jì)算值是否可行。如果這些值不起作用，它們將顯示為紅色，并且引導(dǎo)的錯(cuò)誤消息將幫助我們相應(yīng)地調(diào)整輸入。

我們分析了外部電阻值對(duì)LM4040-N壓差電壓 (V?DO ) 的影響。

LM4040系列并聯(lián)電壓基準(zhǔn)是多功能、易于使用的基準(zhǔn)，適用于各種應(yīng)用。2引腳固定輸出裝置無(wú)需外部電容器即可工作，且在所有電容性負(fù)載下穩(wěn)定。此外，該基準(zhǔn)提供低動(dòng)態(tài)阻抗、低噪聲和低溫度系數(shù)，以確保在大范圍的工作電流和溫度下穩(wěn)定的輸出電壓。LM4040在晶圓分揀過(guò)程中使用保險(xiǎn)絲和齊納zap反向擊穿電壓微調(diào)，以提供四個(gè)范圍為0的輸出電壓公差。A級(jí)為1%（最大值），D級(jí)為1%（最大值）。因此，在為其應(yīng)用選擇最佳性?xún)r(jià)比方面，為設(shè)計(jì)師提供了很大的靈活性。
LM4040采用節(jié)省空間的SC-70和SOT-23-3封裝，要求最小電流為45μa（典型值），也是便攜式應(yīng)用的理想選擇。M4040xl的特點(diǎn)是可在40℃至85℃的環(huán)境溫度范圍內(nèi)工作。LM4040XQ的特點(diǎn)是可在40℃至125℃的環(huán)境溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。

將 LM4040-N 4.1V 電壓基準(zhǔn)與ADS8320模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 結(jié)合使用，其各自的數(shù)據(jù)表具有以下規(guī)格：

· LM4040-N輸出電壓（V OUT）：4.096V。

· LM4040-N 靜態(tài)電流 (I Q )：60μA 至 15mA。

· ADS8320 從外部基準(zhǔn)負(fù)載電流 (I LOAD ) 消耗 40μA。

LM4040/4041的應(yīng)用非常簡(jiǎn)單。LM4040/4041無(wú)需任何外部濾波電容即可輸出穩(wěn)定的電壓。需要說(shuō)明的是：固定輸出型LM4040/4041內(nèi)有一個(gè)寄存器的肖特基二極管,因此,在使用時(shí)應(yīng)將這些芯片的3腳懸空或接到1腳上。而對(duì)于可調(diào)輸出型LM4041芯片,一般將3腳和電路的負(fù)端相連接。

連接在電源輸入端和電壓參考芯片之間的Rs是一個(gè)限流電阻,可用來(lái)調(diào)節(jié)電路的負(fù)載電流IL和參考電流IQ。

在調(diào)節(jié)Rs時(shí),電路的負(fù)載電流和加在LM4040/4041上的電壓都將發(fā)生變化。當(dāng)電源電壓較小而要求負(fù)載電流較大時(shí),Rs應(yīng)選擇得小一些。當(dāng)電源電壓較大而負(fù)載電流要求較小時(shí),Rs則應(yīng)該選得大一些。Rs值大小原則上應(yīng)使流達(dá)LM4040和LM4041上的電流分別小于15mA和12mA為準(zhǔn)。具體選擇可以用下式進(jìn)行計(jì)算：

Rs=(Vs-VR)/(IL+IQ)

式中,Vs為電源電壓,VR為LM4040/4041的雪崩擊穿電壓,IL為負(fù)載電流,IQ為參考工作電流。

可調(diào)輸出型LM4041的輸出電壓Vo可1.24～10V之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。其值的大小除與LM4041的內(nèi)部參考電壓有關(guān)外,主要取決于LM4041外部的反饋分壓電阻R1和R2。Vo與R1和R2的關(guān)系如下：

Vo=VREF[(R2/R1)+1]在無(wú)特殊情況時(shí),式中的VREF一般取1.24V

改變 I Q以獲得最小和最大輸入電壓 (V IN ) 值，我們可以使用最小輸入電壓 (V IN_MIN ) 來(lái)計(jì)算最小 V DO。表 1 說(shuō)明了如何降低 R S值可以產(chǎn)生較低的 V DO，圖 2 和圖 3 反映了快速啟動(dòng)計(jì)算器工具中的這些情況。

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