应用笔记 4324

使用可变电阻和温度索引查找表(LUT)补偿稳压器输出

By: Jason Andrews

摘要 : 本应用笔记阐述了使用内置可编程温度索引查找表(LUT)控制可变电阻,以补偿稳压器温漂。该应用中,可变电阻基于查找表每隔2°C提供一个补偿阻值,从而利用可变电阻有效补偿稳压器输出的任何温度变化(-40°C至+85°C),改善系统指标。本例中采用了DS1859双通道可变电阻。

类似文章发表在2009年7月9日的EDN杂志。

引言

稳压器为后续电路提供连续、稳定的电压。有些应用可接受相对较大的电压波动,而有些应用则对电压波动要求非常苛刻,这些精密电路需要电压保持恒定。

本文将对比标准配置的稳压器以及配以DS1859双温控电阻后的同一款稳压器的测试数据。DS1859用其中一路可变电阻和温控查找表(LUT)进行温度补偿,从测试结果可以清楚地看出利用DS1859温度索引查找表对系统指标的改善。更简单的芯片,譬如DS1847双温控非易失可变电阻同样带有温度索引查找表,效果一样卓越。另外,DS1859和DS1847能够在无需微控制器的条件下提供闭环控制。

非补偿稳压器

典型的稳压电路包括调整元件、反馈电阻分压器和在瞬态或开关负载条件下起到一定滤波作用和用作负载调整的电容。反馈电阻网络基于两个电阻的比值设定稳压器输出电压。本文中,选用MAX604作为稳压器,它能输出3.3V预置电压或工作范围内的任意电压。通过控制SET引脚分压,MAX604使用分压器决定输出电压。大多数稳压器电路中,输出电压会随温度轻微变化。MAX604的变化范围为标称输出电压的97.6%至101.5%,由图1电路得到的实验数据可以证实。在-45°C时,输出值大约为标称值的98%;在+85°C时,输出值为标称值的101%。多数稳压器的输出具有类似的温度特性,以下讨论了如何提高这一指标的途径。

图1. MAX604可调节输出配置
图1. MAX604可调节输出配置

使用温度索引查找表进行补偿

图2将DS1859置于稳压调节电路中,数字电位器与图1中的R2并联。DS1859数字电位器由内部非易失存储器的温度索引查找表控制。每隔2°C提供一个电阻较准值。本电路选用了50kΩ的DS1859。

图2. MAX604温度补偿电路
图2. MAX604温度补偿电路

查找表可根据用户需要配置成任意的电阻与温度关系曲线。本例中,我们的目标是得到稳定的稳压器温度曲线。因此,DS1859查找表被设定为数字电阻与温度之间近似为正比关系。电阻有256个设定值(十进制0至255),每级大约192Ω。数字电阻初始值为第152级。-40°C时为第143级,而+85°C时为第158级。温度每变化2°C,数字电阻相应地改变补偿值,随环境温度每4°C至6°C变化一级。

全温范围内的稳压精度得到大幅提升,从图3可看出,-45°C至+85°C温度范围内只有±2mV的变化。

图3. 非补偿数据和补偿数据的对比
图3. 非补偿数据和补偿数据的对比

结论

利用温度索引查找表可以轻松提高系统的温度特性,消除温度变化的影响。因为数字电阻由存于非易失存储器中独立的查找表控制,每个电阻可以完全按照用户应用设计。除了提供两个通道的灵活设置外,DS1859还提供三路ADC输入,用于监控外部电压。