電源中的分壓器

在電源設(shè)計中，可以手動設(shè)置所需的輸出電壓。大多數(shù)集成電源電路以及開關(guān)和線性穩(wěn)壓器 IC 都是通過分壓器來實現(xiàn)這一點的。兩個電阻值的比率必須合適才能設(shè)置所需的輸出電壓。圖 1 顯示了一個分壓器。

圖 1：電壓調(diào)節(jié)器中用于調(diào)節(jié)輸出電壓的分壓器。

電阻值
內(nèi)部參考電壓 (VREF) 和所需輸出電壓決定電阻值的比率，如公式 1 所示：
frac {V_{REF}}{V_{OUT}} = frac {R_2}{R_1 - R_2}   (1)
參考電壓 VREF 由開關(guān)穩(wěn)壓器或線性穩(wěn)壓器 IC 定義，通常為 1.2V、0.8V 甚至 0.6V。該電壓代表輸出電壓 (VOUT) 可設(shè)置的電壓。在參考電壓和輸出電壓已知的情況下，方程中仍然存在兩個未知數(shù)：R1 和 R2?，F(xiàn)在可以相對自由地選擇兩個電阻值之一，因為通常值低于 100 kΩ。
如果電阻值太低，則工作期間不斷流動的電流VOUT/(R1+R2)造成的功率損耗非常高。如果 R1 和 R2 的值為 1 kΩ，則在 2.4 V 的輸出電壓下將流過 1.2 mA 的連續(xù)漏電流。這相當(dāng)于僅由分壓器產(chǎn)生的 2.88 mW 的功率損耗。
根據(jù)輸出電壓設(shè)置的度以及 FB 引腳電源誤差放大器中的電流有多高，通過考慮該電流可以更地指定公式 1。
但電阻值不宜太高。如果電阻值為 1 MΩ，則功率損耗僅為 2.88 ?W。這種具有非常高值的電阻器尺寸的主要缺點是它會導(dǎo)致非常高的反饋節(jié)點阻抗。流入反饋節(jié)點的電流可能非常低，具體取決于電壓調(diào)節(jié)器。因此，噪聲會耦合到反饋節(jié)點并直接影響電源的控制環(huán)路。這會停止輸出電壓的調(diào)節(jié)并導(dǎo)致控制環(huán)路不穩(wěn)定。特別是在開關(guān)穩(wěn)壓器中，這種行為至關(guān)重要，因為電流的快速切換會產(chǎn)生噪聲，并且噪聲會耦合到反饋節(jié)點。
R1 + R2 的有用電阻值介于 50 kΩ 和 500 kΩ 之間，具體取決于其他電路部分的預(yù)期噪聲、輸出電壓值以及降低功率損耗的需要。

圖 2：電源中適當(dāng)放置的分壓器的示例。

分壓器放置
另一個重要方面是分壓器在電路板布局上的放置。反饋節(jié)點應(yīng)設(shè)計得盡可能小，以便很少的噪聲可以耦合到該高阻抗節(jié)點。電阻器 R1 和 R2 也應(yīng)非常靠近電源 IC 的反饋引腳。 R1 和負載之間的連接通常不是高阻抗節(jié)點，因此可以設(shè)計為具有更長的走線。圖 2 顯示了靠近反饋節(jié)點放置的電阻器的示例。

圖 3：在分壓器中無連續(xù)功率損耗的情況下調(diào)整輸出電壓。