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并聯和串聯基準電壓源的工作原理

CHANBAEK ? 來源:模擬世界的搬運工 ? 作者:模擬應用工程師 ? 2023-08-07 15:23 ? 次閱讀

與現實模擬世界進行交互的最常見方法是采用模數轉換器ADCs)、傳感器或其他應用專用集成電路ASIC)。精確測量的前提是需要一個不隨系統波動的基準電壓,它應該不受輸入電壓或環境溫度等條件的影響。基準電壓 IC 提供了一個穩定的電壓,而其他 IC 參考此基準電壓以所需的精度進行測量。有兩種基準電壓源:并聯和串聯基準二種類型。它們都有自己的優缺點和應用場合,如下表所示。

wKgZomTQm5qADC8MAAG_ipuyPu4888.jpg


并聯基準電壓源

并聯基準電壓源在功能上類似于穩壓二極管, 當此器件流過最小工作電流后,其器件上的壓降保持恒定。并聯基準作為一個固定壓降來調節負載, 并且將負載不需要的電流分流到地。外部電阻用來設定總的電源電流,其壓降為輸入電源與基準電壓二者的壓差,如下圖所示。

wKgaomTQm5qAF-cdAAAUlmb32Vs393.jpg

最大負載電流是由輸入電壓和外部電阻大小決定。隨著負載的變化,并聯基準將吸收掉多余的電流。外部電阻大小,可以由方程 1 和 2 計算得到最小值(RS_MIN)和最大值(RS_MAX)。


wKgaomTQm5qAEHTwAAAbwSpOP7E540.jpg



對于負基準電壓源,可以將負電源通過一個串 聯電阻接到陽極(在正基準電壓中即是地),并將地接到陰極(在正基準電壓中是輸出端)。和正向輸出結構一樣,輸出是位于電阻和穩壓器件之間,如下圖所示。

wKgZomTQm5qAWtcpAAAPqS4ICbQ123.jpg

串聯基準電壓

串聯基準不需要任何外部電阻,器件上會通過 負載所需的電流,同時加上一個小的靜態電流。然而,正是因為輸入電壓直接加在器件上,而不是通過串聯電阻,所以對于串聯基準,有一個參數即最大額定輸入電壓需要考慮。下圖即為一個典型的串聯基準電路。

wKgZomTQm5qAbtM3AAAQrKSRKMw565.jpg

對于串聯基準而言,要求輸入電壓大小至少等于輸出電壓并加上一定的裕量,輸入與輸出之間額外的電壓稱之為壓差,它一般隨著負載電流增加而增加。串聯基準有可能包含一個使能功能,當不需要輸出電壓時,可以通過外部信號使能或禁用器件, 這樣可以節省功耗。

如果當你為電路選擇基準電壓時,請記住這些典型的用法:

? 并聯基準應用場合:

1.寬范圍輸入電壓或存在大的輸入電壓瞬變。

2.負向或浮地基準電壓。

? 串聯基準應用場合:

1.負載電流變化,電源電流和負載電流同時減小。

2.需要對基準源進行休眠或關斷的場合。

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