基于可變電阻和溫度索引查找表(LUT)的穩(wěn)壓器輸出補償

　　引言

　　穩(wěn)壓器為后續(xù)電路提供連續(xù)、穩(wěn)定的電壓。有些應(yīng)用可接受相對較大的電壓波動，而有些應(yīng)用則對電壓波動要求非?？量蹋@些精密電路需要電壓保持恒定。

　　本文將對比標(biāo)準(zhǔn)配置的穩(wěn)壓器以及配以DS1859雙溫控電阻后的同一款穩(wěn)壓器的測試數(shù)據(jù)。DS1859用其中一路可變電阻和溫控查找表(LUT)進(jìn)行溫度補償，從測試結(jié)果可以清楚地看出利用DS1859溫度索引查找表對系統(tǒng)指標(biāo)的改善。更簡單的芯片，譬如DS1847雙溫控非易失可變電阻同樣帶有溫度索引查找表，效果一樣卓越。另外，DS1859和DS1847能夠在無需微控制器的條件下提供閉環(huán)控制。

　　非補償穩(wěn)壓器

　　典型的穩(wěn)壓電路包括調(diào)整元件、反饋電阻分壓器和在瞬態(tài)或開關(guān)負(fù)載條件下起到一定濾波作用和用作負(fù)載調(diào)整的電容。反饋電阻網(wǎng)絡(luò)基于兩個電阻的比值設(shè)定穩(wěn)壓器輸出電壓。本文中，選用MAX604作為穩(wěn)壓器，它能輸出3.3V預(yù)置電壓或工作范圍內(nèi)的任意電壓。通過控制SET引腳分壓，MAX604使用分壓器決定輸出電壓。大多數(shù)穩(wěn)壓器電路中，輸出電壓會隨溫度輕微變化。MAX604的變化范圍為標(biāo)稱輸出電壓的97.6%至101.5%，由圖1電路得到的實驗數(shù)據(jù)可以證實。在-45°C時，輸出值大約為標(biāo)稱值的98%;在+85°C時，輸出值為標(biāo)稱值的101%。多數(shù)穩(wěn)壓器的輸出具有類似的溫度特性，以下討論了如何提高這一指標(biāo)的途徑。

　　圖1. MAX604可調(diào)節(jié)輸出配置

　　使用溫度索引查找表進(jìn)行補償

　　圖2將DS1859置于穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路中，數(shù)字電位器與圖1中的R2并聯(lián)。DS1859數(shù)字電位器由內(nèi)部非易失存儲器的溫度索引查找表控制。每隔2°C提供一個電阻較準(zhǔn)值。本電路選用了50kΩ的DS1859。

　　圖2. MAX604溫度補償電路

　　查找表可根據(jù)用戶需要配置成任意的電阻與溫度關(guān)系曲線。本例中，我們的目標(biāo)是得到穩(wěn)定的穩(wěn)壓器溫度曲線。因此，DS1859查找表被設(shè)定為數(shù)字電阻與溫度之間近似為正比關(guān)系。電阻有256個設(shè)定值(十進(jìn)制0至255)，每級大約192Ω。數(shù)字電阻初始值為第152級。-40°C時為第143級，而+85°C時為第158級。溫度每變化2°C，數(shù)字電阻相應(yīng)地改變補償值，隨環(huán)境溫度每4°C至6°C變化一級。

　　全溫范圍內(nèi)的穩(wěn)壓精度得到大幅提升，從圖3可看出，-45°C至+85°C溫度范圍內(nèi)只有±2mV的變化。

　　圖3. 非補償數(shù)據(jù)和補償數(shù)據(jù)的對比

　　結(jié)論

　　利用溫度索引查找表可以輕松提高系統(tǒng)的溫度特性，消除溫度變化的影響。因為數(shù)字電阻由存于非易失存儲器中獨立的查找表控制，每個電阻可以完全按照用戶應(yīng)用設(shè)計。除了提供兩個通道的靈活設(shè)置外，DS1859還提供三路ADC輸入，用于監(jiān)控外部電壓。