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通过任意长度的铜线控制远端负载的电压

通过任意长度的铜线控制远端负载的电压

关键字:负载   电压   补偿降压型稳压器   LT6110  
补偿降补型压器的电缆压降

图 2 示出了一个完整的电缆 / 导线压降补偿系统,该系统由一个 3.3V、5A 降压型稳压器和一个 LT6110组成,其用于调节一个通过 20 英尺之 18 AWG 铜线连接的远端负载电压。降压型稳压器的 5A 输出需要使用一个外部 RSENSE。

流过 140mΩ 导线电阻和 25mΩ RSENSE 的最大5A ILOAD 将产生一个 825mV 压降。对于 0A ≤ ILOAD ≤5A,如要调节负载电压 VLOAD,那么 IIOUT·RFA 必须等于 825mV。这有两种设计选项:选择 IIOUT 并计算 RFA 电阻器阻值,或者针对非常低的电流来设计稳压器的反馈电阻并计算 RIN 电阻器阻值以设定IIOUT。通常情况下,IIOUT 被设定为 100μA (IIOUT 误差在 30μA 至 300μA 范围为 ±1%)。在图 2 所示的电路中,反馈通路电流为 6μA (VFB / 200k),RFA 电阻为10k,而且必须计算 RIN 电阻器的阻值以设定 IIOUT·RFA = 825mV。






图 2:高电流远端负载调节实例:一个具有 LT6110 电缆 / 导线压降补偿功能的 3.3V、5A 降压型稳压器
(点击查看大图)



如果没有电缆 / 导线压降补偿,那么负载电压中的最大变化量 ΔVLOAD 可达 700mV (5·140mΩ),也就是说:对于一个 3.3V 输出,误差为 21.2%。LT6110 在 25°C时可将 ΔVLOAD 减小至仅为 50mV,即误差为 1.5%。负载调节性能的改善幅度达到了一个数量级。

精准负载调节

利用 LT6110 实现负载调节的适度改善并不需要进行准确的 RWIRE 估算。负载调节误差是两个误差的结果:由于电缆/导线电阻引起的误差和源自 LT6110补偿电路的误差。例如:当采用图 2 所示电路时,即使 RSENSE 和 RWIRE 的计算误差为 25%,LT6110 仍可将 VLOAD 误差减小至 6.25%。

如欲实现精准的负载调节,则需准确地估算电源与负载之间的电阻。倘若准确地估算了 RWIRE、RSENSE以及与导线相串联的电缆芯线和 PCB 走线的电阻,则 LT6110 能够对多种不同的压降实施高精度补偿。

利用 LT6110、准确的 RWIRE 估算和精准的 RSENSE可减小 ΔVLOAD 补偿误差,以在采用任意长度的导线情况下与稳压器的电压误差相匹配。

结论

LT6110 电缆/导线压降补偿器可改善远端负载的电压调节,在这里,如果未实施压降补偿,则高电流、长电缆线路和电阻将会显著地影响稳压能力。无需增设检测导线、购买开尔文电阻器、使用更多的铜或部署负载点稳压器 (这些都是其他解决方案的常见缺陷)即可实现准确的调节。与此相反,补偿器解决方案不仅所需的空间极小,同时还可最大限度地降低设计的复杂性和组件成本
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