可變電阻和溫度索引查找表補償穩(wěn)壓器輸出

本應用筆記介紹了如何使用由集成式可編程溫度索引查找表（LUT）控制的可變電阻來抵消穩(wěn)壓器的溫度漂移。在此應用中，可變電阻根據(jù)LUT每2°C改變一次值。因此，可變電阻可有效地消除穩(wěn)壓器輸出中的任何溫度變化（-40°C至+85°C），并改善關(guān)鍵系統(tǒng)參數(shù)。DS1859雙通道可變電阻作為示例器件。

本應用筆記介紹了如何使用由集成式可編程溫度索引查找表（LUT）控制的可變電阻來抵消穩(wěn)壓器的溫度漂移。在此應用中，可變電阻根據(jù)LUT每2°C改變一次值。因此，可變電阻可有效地消除穩(wěn)壓器輸出中的任何溫度變化（-40°C至+85°C），并改善關(guān)鍵系統(tǒng)參數(shù)。DS1859雙通道可變電阻作為示例器件。
介紹
穩(wěn)壓器為下游組件提供連續(xù)、穩(wěn)定的電壓。一些應用可承受相對較大的電源電壓擺幅。其他應用對電壓波動的容忍度要大得多;這些精密電路要求電壓調(diào)節(jié)恒定。
本文對比了標準配置下穩(wěn)壓器與DS1859雙通道溫控電阻配對的相同穩(wěn)壓器的結(jié)果。DS1859通過可變電阻和溫控查找表（LUT）進行溫度補償。因此，DS1859清楚地說明了溫度索引LUT如何改善關(guān)鍵系統(tǒng)參數(shù)。更簡單的器件，如DS1847雙通道溫度控制器NV可變電阻，也具有溫度索引LUT，工作原理也一樣好。此外，DS1859和DS1847無需微控制器即可提供閉環(huán)控制。
無補償電壓調(diào)節(jié)
典型的穩(wěn)壓電路由調(diào)節(jié)元件、反饋電阻分壓器和電容器組成，為瞬態(tài)或開關(guān)負載條件提供一些濾波和負載調(diào)節(jié)。反饋電阻網(wǎng)絡根據(jù)兩個電阻的比值設置穩(wěn)壓器的輸出電壓。本文選擇的穩(wěn)壓器是MAX604，它可以在預設的3.3V或工作范圍內(nèi)的任何用戶可調(diào)輸出進行調(diào)節(jié)。MAX604利用分壓器上的電壓確定輸出電壓，將分壓電壓饋入SET輸入。與大多數(shù)穩(wěn)壓器電路一樣，輸出電壓會因溫度而略有變化。在MAX604上，這種變化范圍為標稱輸出電壓的97.6%至101.5%。從圖1所示電路獲取的數(shù)據(jù)證實了這一點。在-45°C時，輸出為標稱電壓讀數(shù)的98%;+101°C時輸出為標稱值的85%。 這些是相當可觀的數(shù)字，但讓我們研究一下可以做些什么來進一步改善這些值。

圖1.MAX604所示為可調(diào)輸出配置。

使用溫度索引LUT進行補償
圖2所示為DS1859與圖2中的R1并聯(lián)，從而集成到穩(wěn)壓電路中。DS1859的數(shù)字電阻由內(nèi)部非易失存儲器中的溫度索引LUT控制?？梢詾槊總€2°C窗口設置不同的電阻值。本例選用50kΩ版本的DS1859。

圖2.MAX604的溫度補償電路

這些LUT可以編程以實現(xiàn)用戶想要的任何R與T曲線。在本例中，我們的目標是使給定穩(wěn)壓器的正態(tài)曲線隨溫度變化趨平。因此，對DS1859的LUT進行編程，使數(shù)字電阻相對于溫度具有正電阻斜率。該電阻器具有 256 種可編程電阻設置（0 至 255 十進制）。每個步驟都占192Ω≈。數(shù)字電阻的初始值為十進制152。-40°C時的值設置為143十進制，+158°C時設置為85十進制。數(shù)字電阻的值每2°C變化一次，并被編程為環(huán)境溫度每升高4或6度增加一個步長。
這種溫度調(diào)節(jié)性能的結(jié)果是精度的大幅提高。如圖3所示，在-2°C至+45°C的溫度范圍內(nèi)，變化僅為±85mV。

圖3.比較未補償結(jié)果與補償結(jié)果的數(shù)據(jù)圖。

結(jié)論
溫度索引LUT可輕松用于改善系統(tǒng)性能。由于數(shù)字電阻由存儲在非易失性存儲器中的單個獨立LUT控制，因此每個電阻都可以根據(jù)用戶的應用進行定制。除了兩個電阻的靈活性外，DS1859還具有三個ADC輸入，用于監(jiān)視外部電壓。