可變電阻和溫度索引查找表補償穩壓器輸出

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(lái)抵消穩壓器的溫度漂移。在此應用中，可變電阻根據LUT每2°C改變一次值。因此，可變電阻可有效地消除穩壓器輸出中的任何溫度變化（-40°C至+85°C），并改善關(guān)鍵系統參數。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(lái)抵消穩壓器的溫度漂移。在此應用中，可變電阻根據LUT每2°C改變一次值。因此，可變電阻可有效地消除穩壓器輸出中的任何溫度變化（-40°C至+85°C），并改善關(guān)鍵系統參數。DS1859雙通道可變電阻作為示例器件。
介紹
穩壓器為下游組件提供連續、穩定的電壓。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(dòng)的容忍度要大得多;這些精密電路要求電壓調節恒定。
本文對比了標準配置下穩壓器與DS1859雙通道溫控電阻配對的相同穩壓器的結果。DS1859通過(guò)可變電阻和溫控查找表（LUT）進(jìn)行溫度補償。因此，DS1859清楚地說(shuō)明了溫度索引LUT如何改善關(guān)鍵系統參數。更簡(jiǎn)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(wú)需微控制器即可提供閉環(huán)控制。
無(wú)補償電壓調節
典型的穩壓電路由調節元件、反饋電阻分壓器和電容器組成，為瞬態(tài)或開(kāi)關(guān)負載條件提供一些濾波和負載調節。反饋電阻網(wǎng)絡(luò )根據兩個(gè)電阻的比值設置穩壓器的輸出電壓。本文選擇的穩壓器是MAX604，它可以在預設的3.3V或工作范圍內的任何用戶(hù)可調輸出進(jìn)行調節。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。與大多數穩壓器電路一樣，輸出電壓會(huì )因溫度而略有變化。在MAX604上，這種變化范圍為標稱(chēng)輸出電壓的97.6%至101.5%。從圖1所示電路獲取的數據證實(shí)了這一點(diǎn)。在-45°C時(shí)，輸出為標稱(chēng)電壓讀數的98%;+101°C時(shí)輸出為標稱(chēng)值的85%。 這些是相當可觀(guān)的數字，但讓我們研究一下可以做些什么來(lái)進(jìn)一步改善這些值。

圖1.MAX604所示為可調輸出配置。

使用溫度索引LUT進(jìn)行補償
圖2所示為DS1859與圖2中的R1并聯(lián)，從而集成到穩壓電路中。DS1859的數字電阻由內部非易失存儲器中的溫度索引LUT控制?？梢詾槊總€(gè)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(shí)現用戶(hù)想要的任何R與T曲線(xiàn)。在本例中，我們的目標是使給定穩壓器的正態(tài)曲線(xiàn)隨溫度變化趨平。因此，對DS1859的LUT進(jìn)行編程，使數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(jìn)制）。每個(gè)步驟都占192Ω≈。數字電阻的初始值為十進(jìn)制152。-40°C時(shí)的值設置為143十進(jìn)制，+158°C時(shí)設置為85十進(jìn)制。數字電阻的值每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(gè)步長(cháng)。
這種溫度調節性能的結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，變化僅為±85mV。

圖3.比較未補償結果與補償結果的數據圖。

結論
溫度索引LUT可輕松用于改善系統性能。由于數字電阻由存儲在非易失性存儲器中的單個(gè)獨立LUT控制，因此每個(gè)電阻都可以根據用戶(hù)的應用進(jìn)行定制。除了兩個(gè)電阻的靈活性外，DS1859還具有三個(gè)ADC輸入，用于監視外部電壓。