Компенсация сопротивления подводящих проводов улучшает стабилизацию напряжения

Решения, основанные на микросхемах линейных регуляторов, просты, эффективны и действенны для множества приложений стабилизации напряжения малой и средней мощности. Они также предоставляют возможности для множества простых, но полезных уловок, которые улучшают их характеристики и делают более пригодными для задач, требующих немного больших возможностей и большей универсальности, чем могут обеспечить микросхемы сами по себе. Одним из примеров является питание нагрузки, отделенной от регулятора соединительными проводами со значительным сопротивлением, – например, когда регулятор расположен на некотором удалении от нагрузки.

Высоконадежные встраиваемые источники питания TPI и TXM производства Traco: делаем правильный выбор

Классическим решением проблемы ухудшения стабилизации напряжения нагрузки из-за сопротивления подводящих проводов, конечно же, является четырехпроводное подключение Кельвина, в котором измерительные соединения регулятора выполняются отдельно от силовых проводов, по которым течет ток нагрузки. Уже давно доступны умные схемы, реализующие подключения Кельвина для микросхем регуляторов [1]. Но иногда дополнительные соединения и реализация топологии Кельвина бывают неудобными и чрезмерно затратными. В этой статье описывается альтернатива, в которой они не используются.

Сформировав корректирующее напряжение с помощью отдельного токоизмерительного резистора, разработчики могут исключить дополнительное четырехпроводное подключение Кельвина.
Рисунок 1. Сформировав корректирующее напряжение с помощью отдельного токоизмерительного
резистора, разработчики могут исключить дополнительное четырехпроводное подключение
Кельвина.

Дополнительные измерительные провода могут быть исключены, если необходимое напряжение для коррекции VOUT создается с помощью отдельного токоизмерительного резистора RS1 (Рисунок 1). Резистор RS1 должен иметь примерно такое же сопротивление, что и сопротивления подводящих проводов RS2 и RS3 (обычно от нескольких десятков до сотен миллиом). Фактически, это может быть просто извилистая дорожка на печатной плате. Затем ОУ суммирует часть напряжения, снимаемого с RS1, с выходным напряжением регулятора V1 для получения скорректированного сигнала обратной связи и напряжения питания нагрузки VOUT, остающегося постоянным и независящим от тока нагрузки.

Этот вариант схемы обеспечивает отрицательную обратную связь для регуляторов, в которых используется опорное напряжение, привязанное к общей шине, например, LM2941.
Рисунок 2. Этот вариант схемы обеспечивает отрицательную обратную связь для регуляторов,
в которых используется опорное напряжение, привязанное к общей шине, например, LM2941.

Необходимая полярность компенсирующей обратной связи зависит от типа используемого регулятора. Для регуляторов, поддерживающих постоянную разность напряжений между выходными и регулировочными выводами (например, LM317), требуется положительная обратная связь. Регуляторам, в которых используется опорное напряжение, привязанное к общей шине (например, LM2941), требуется отрицательная обратная связь (Рисунок 2). Но в обоих случаях масштабный коэффициент обратной связи корректируется с использованием одной и той же двухэтапной процедуры:

  • В отсутствие нагрузки (IL = 0) регулировкой RV устанавливается необходимое значение VOUT.
  • При максимальной нагрузке (IL = макс.) регулировкой RS восстанавливается значение VOUT, установленное на первом этапе.
  1. Datasheet Texas Instruments LM2941
  2. Datasheet Texas Instruments LM317K
  3. Datasheet Analog Devices LT1494

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 70
сейчас смотрят 11
представлено поставщиков 1569
загружено
позиций
25 067 862