數(shù)字可變電阻補(bǔ)償穩(wěn)壓器的溫度漂移的實(shí)現(xiàn)

阻值可以調(diào)整的電阻器，用于需要調(diào)節(jié)電路電流或需要改變電路阻值的場(chǎng)合。可變電阻器可以改變信號(hào)發(fā)生器的特性，使燈光變暗，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)或控制它的轉(zhuǎn)速。根據(jù)用途的不同，可變電阻器的電阻材料可以是金屬絲、金屬片、碳膜或?qū)щ娨?。?duì)于一般大小的電流，常用金屬型的可變電阻器。在電流很小的情況下，則使用碳膜型。當(dāng)電流很大時(shí)，電解型最合用;這種可變電阻器的電極都浸在導(dǎo)電液中。電勢(shì)計(jì)是可變電阻器的特殊形式，它使未知電壓或未知電勢(shì)相平衡，從而測(cè)出未知電壓或未知電勢(shì)差的大小。更為常用的電勢(shì)器只不過(guò)是一個(gè)有兩個(gè)固定接頭的電阻器，第三個(gè)接頭連到一個(gè)可調(diào)的電刷上。電位器的另一個(gè)用途是再音響設(shè)備中用作音響控制。

　　可變電阻如果集成了可編程溫度索引查詢表，就能補(bǔ)償穩(wěn)壓器的溫度漂移。在這種情況下，查詢表能在–40℃~+102℃范圍內(nèi)，每2℃改變一次阻值，從而抵消由溫度導(dǎo)致的穩(wěn)壓器輸出變化。典型的穩(wěn)壓電路包含穩(wěn)壓元件、反饋電阻分壓器，以及若干針對(duì)瞬態(tài)和負(fù)載開(kāi)關(guān)狀況來(lái)提供濾波和穩(wěn)壓的電容(圖1)。兩個(gè)反饋分壓電阻的比例設(shè)定了穩(wěn)壓器輸出電壓。穩(wěn)壓器可生成預(yù)設(shè)的3.3V或其工作范圍內(nèi)的任何用戶自定義輸出。

　　對(duì)于多數(shù)穩(wěn)壓電路，輸出電壓會(huì)隨溫度輕微變化，變化范圍是該電路標(biāo)稱電壓的97.6%至101.5%.這些數(shù)字令人欽佩，但您仍能進(jìn)一步改善它們。首先，在圖1所示的穩(wěn)壓電路中放入一個(gè)數(shù)控可變電阻(比如DS1859)，使它與R2并聯(lián)(圖2)。內(nèi)部非易失存儲(chǔ)器中的溫度索引查詢表控制著這個(gè)50kΩ數(shù)字電阻，使您能為每個(gè)2℃窗口設(shè)定不同阻值。

　　圖1，借助典型的穩(wěn)壓器，您可以通過(guò)調(diào)節(jié)R1/R2分壓器來(lái)設(shè)置穩(wěn)壓輸出級(jí)別。

　　圖2，如果把與R2并聯(lián)的雙路可變電阻的一半連接到圖1中的電路，您就能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出電壓的溫度補(bǔ)償。[!--empirenews.page--]

　　您可以設(shè)定查詢表來(lái)提供任何阻值與溫度曲線。在本例中，查詢表使穩(wěn)壓器隨溫度變化的常態(tài)曲線變平坦。因此，這些查詢表提供了一個(gè)關(guān)于溫度的正阻值斜率。電阻有256個(gè)可編程阻值設(shè)置(十進(jìn)制0~255)，每個(gè)設(shè)置約為192Ω。在本例中，查詢表的設(shè)置為143(溫度–40℃)。溫度每變化4℃到6℃，這些設(shè)置就增加1,因此在環(huán)境溫度時(shí)達(dá)到152,+85℃時(shí)為158.

　　穩(wěn)壓器，顧名思義，就是使輸出電壓穩(wěn)定的設(shè)備。所有的穩(wěn)壓器，都利用了相同的技術(shù)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定輸出電壓通過(guò)連接到誤差放大器(Error Amplifier)反相輸入端(Inverting Input)的分壓電阻(Resistive Divider)采樣(Sampled)，誤差放大器的同相輸入端(Non-inverting Input)連接到一個(gè)參考電壓Vref. 參考電壓由IC內(nèi)部的帶隙參考源(Bandgap Reference)產(chǎn)生。 誤差放大器總是試圖迫使其兩端輸入相等。為此，它提供負(fù)載電流以保證輸出電壓穩(wěn)定。穩(wěn)壓器有：大型的幾十至幾百千瓦的電力穩(wěn)壓器，是供給大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備的工作電源。也有小型的幾瓦到幾千瓦的交流穩(wěn)壓器，是為小型實(shí)驗(yàn)室或家庭電器提供高質(zhì)量電源，

　　圖3 這些曲線把圖1所示電路(黑色)和得到補(bǔ)償?shù)膱D2所示電路(粉紅)的穩(wěn)壓輸出隨溫度變化情況做了比較。

　　如圖3所示，在整個(gè)溫度范圍內(nèi)，穩(wěn)壓性能在精度方面顯著提升：–45℃~+85℃內(nèi)的變化幅度現(xiàn)在僅為±2 mV.為對(duì)比起見(jiàn)，請(qǐng)注意圖1中的標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)壓電路的響應(yīng)(黑色曲線)。圖2中的數(shù)字電阻IC包含三種用于監(jiān)視外部電壓的ADC輸入。作為備選品的DS1847雙路可變電阻提供類似性能，而且不帶有ADC監(jiān)視器，成本也更低。