妙用“虛擬遠端采樣“改善負載調(diào)節(jié)性能（二）

改良工業(yè)應(yīng)用

VRS 還可以用來簡化工業(yè)應(yīng)用的系統(tǒng)改良。例如，一對電源線可用于新設(shè)備，但是負載端調(diào)節(jié)不符合設(shè)備規(guī)范要求。這時VRS可以非常容易地用來控制已有電源或穩(wěn)壓器。這比增加另一對導(dǎo)線來進行遠端采樣或增加負載端調(diào)節(jié)容易得多、也便宜得多。

提高高密度照明應(yīng)用的效率和光輸出

隨著白熾燈照明的減少，高密度鹵素?zé)羧找媪餍?。鹵素?zé)舻墓ぷ麟妷褐苯佑绊懫涔廨敵?、效率、壽命和色溫，如圖8和以下所示：

* 光輸出與 V3.4 近似成正比

* 功耗與 V1.6 近似成正比

* 壽命與 V16 近似成反比

* 色溫與 V0.42 近似成正比

圖8：燈參數(shù)隨標準化燈電壓的變化顯示，在燈端更好地調(diào)節(jié)電壓可節(jié)省能量并延長燈的壽命。

通常情況下，這些設(shè)備以12V電壓運行，但是在電流相對較大、因此線路壓降也可能相對較高，負載端的差異非常容易達到1V或更高。以11V電壓工作的12V鹵素?zé)舯纫詼蚀_電壓工作時少產(chǎn)生25%的光，同時僅節(jié)省13%的功率。就固定光輸出而言，如果允許電壓下降至11V，那么就需要多使用25%的燈。讓鹵素?zé)粢詼蚀_電壓工作可提供更精確的照明控制、色溫和更高的效率。

VRS系統(tǒng)可以用來保持準確的燈密度。在燈附近放置一個電容器，并在這個點上控制電壓。就中型和大型照明系統(tǒng)而言，與標準變壓器相比，能效的優(yōu)勢可以非常容易抵消更復(fù)雜的DC電源帶來的不便。此外，燈色溫也可以得到很好的控制，燈的壽命也非常一致。

基于SEPIC的汽車鹵素前燈電源(圖 9)改善燈的可靠性，同時還確保最佳照明。該設(shè)計在9V至15V的輸入電壓范圍內(nèi)將前燈電壓端保持在12V。它在高達1?的互連線電阻時工作良好。使用VRS允許SEPIC轉(zhuǎn)換器放置在遠離負載的地方，例如，放置在客艙中，遠離極端的引擎罩環(huán)境，從而改善可靠性。

圖9：汽車鹵素前燈電源。

住宅和商用活動式投射燈照明也受益于VRS。恰當(dāng)調(diào)節(jié)燈電壓的所需要的成本，能夠被更低功耗和更高效率帶來的優(yōu)勢所抵消。在一串250W的燈上一天可能節(jié)省2-3千瓦時，同時維持同樣的光輸出量。色溫(盡管不像其它燈參數(shù)那樣取決于電壓)也可受益。VRS允許單個燈的遠端電壓調(diào)節(jié)，或?qū)Ψ植荚趩蝹€電源軌上的幾個燈提供一階調(diào)節(jié)。

當(dāng)線路長度以數(shù)英里計時，VRS 也許是唯一的解決方案

VRS可以用在石油和天然氣測井應(yīng)用中，在這類應(yīng)用中，儀器常常用幾千至幾萬英尺長的電纜連接。

多種應(yīng)用

LT4180 含有線性電源(除了通路晶體管)所需的所有組件。還提供欠壓閉鎖、過壓閉鎖和軟校正功能，因此一個全功能線性VRS電源可以用極少的組件組成(圖10)。圖10中的線性電源以18V輸入提供12V@500mA。通路晶體管 Q1通過DRAIN引腳的R3、R7和Q2 驅(qū)動。Q2用來保持DRAIN引腳電壓低于絕對最大額定值。C5、R8 和 C6 提供補償。R2、R4、R5和R6設(shè)定輸出電壓和閉鎖門限。R1是電流檢測電阻。C7-C10是VRS使用的保持電容器，而C11和R9設(shè)定方波頻率。具4?導(dǎo)線電阻以及100uF和1100uF負載端電容的典型負載階躍響應(yīng)如圖11和12所示。VRS 瞬態(tài)響應(yīng)可以用變化范圍很寬的CLOAD很好地調(diào)節(jié)。

圖10：采用LT4180的全功能VRS線性電源。

圖11：圖10所示采用100uF去耦電容的線性電源的負載階躍響應(yīng)。

圖12：圖10所示采用1100uF去耦電容的線性電源的負載階躍響應(yīng)。

圖13顯示LT4180如何連接到一個Vicor電源模塊，通過0.5?導(dǎo)線電阻為3.3V/2.5A或5V、2.5A 負載提供虛擬遠端采樣。輸出電壓通過改變R3的值進行調(diào)節(jié)。標稱輸入電壓是48V。VRS通過模塊的微調(diào)引腳產(chǎn)生。這個設(shè)計用0.5?的導(dǎo)線電阻和1000uF的去耦電容工作。

圖14顯示的是一個完全隔離的反激式轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器能從18V至72V的輸入提供3.3V @3A。該轉(zhuǎn)換器為校正0.5?至2?的導(dǎo)線電阻而設(shè)計。推薦的負載去耦電容是1000uF。隔離通過T1和光隔離器U3實現(xiàn)。盡管這個設(shè)計中未顯示，但是從LT4180到電源提供一個光隔離的OSC信號以實現(xiàn)同步仍然是可能的。

圖15顯示一個能通過1?至3?導(dǎo)線電阻向負載提供12V @2A的降壓型穩(wěn)壓器。推薦使用470uF負載去耦電容。輸入電壓范圍為20V至36V。

結(jié)論

盡管傳統(tǒng)的兩條導(dǎo)線遠端采樣方案能在負載端提供恰當(dāng)?shù)碾妷?，但是仍然存在很多缺點。感測導(dǎo)線在系統(tǒng)中增加了額外成本，并占用系統(tǒng)的連接器空間。如果感測導(dǎo)線斷接或損壞，還可能發(fā)生可靠性問題。相比之下，虛擬遠端采樣系統(tǒng)在負載端提供極好的調(diào)節(jié)，而且沒有導(dǎo)線連接遠端采樣的缺點。

與負電阻等其它補償方法不同，即使線路壓降電阻變化，虛擬遠端采樣也提供對輸出的連續(xù)控制。虛擬遠端采樣校正導(dǎo)線壓降和連接器壓降。虛擬遠端檢測電路電源線路上的附加噪聲很容易通過負載端的電容器消除，而且該電容器總是包含在遠端采樣系統(tǒng)中。LTC4180可以為IC穩(wěn)壓器以及外購的預(yù)配置離線式電源提供遠端采樣校正。在電源系統(tǒng)中增加一個VRS IC的成本通常比放置導(dǎo)線實現(xiàn)遠端采樣低得多。

LT4180為電源設(shè)計師提供了一個寶貴的新工具，可運用虛擬遠端采樣通過電阻性互連線實現(xiàn)準確的負載電壓調(diào)節(jié)。虛擬遠端采樣為簡化或改善設(shè)計提供了史無前例的替代方案。LT4180 VRS幾乎可與任何電源或穩(wěn)壓器一起使用：開關(guān)或線性、隔離或非隔離式、同步或非同步式。它具有一個VRS調(diào)節(jié)電路、欠壓和過壓閉鎖等各種功能以及光隔離器驅(qū)動器。

上接：妙用虛擬遠端采樣改善負載調(diào)節(jié)性能（一）

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