電源中的分壓器

在電源設計中，可以手動設置所需的輸出電壓。這在大多數集成電源電路以及開關和線性穩(wěn)壓器IC中都可以借助分壓器實現。兩個電阻值的比值必須合適，以便能夠設置所需的輸出電壓。圖1所示為分壓器。內部基準電壓（VREF）和所需輸出電壓決定了電阻值的比值，如公式1所示：

基準電壓VREF由開關穩(wěn)壓器或線性常規(guī)IC定義，通常為1.2 V、0.8 V甚至0.6 V。此電壓表示輸出電壓 （VOUT） 可以設置為的最低電壓。在已知基準電壓和輸出電壓的情況下，等式中仍存在兩個未知數：R1和R2。現在可以相對自由地選擇兩個電阻值中的一個，因為通常值低于100 kΩ。

如果電阻值過低，則工作期間不斷流動的電流VOUT/（R1 + R2）引起的功率損耗非常高。如果R1和R2的值均為1 kΩ，則在2.4 V輸出電壓下，1.2 mA的連續(xù)漏電流將流動。這相當于僅分壓器產生的2.88 mW功率損耗。

根據輸出電壓的設置精度以及FB引腳上電源誤差放大器中的電流有多高，可以通過考慮該電流更精確地指定公式1。

圖1.穩(wěn)壓器中的分壓器，用于調節(jié)輸出電壓。

但是，電阻值不應太高。如果每個電阻值為1 MΩ，則功耗僅為2.88 μW。這種具有非常高值的電阻尺寸的一個主要缺點是它會導致非常高的反饋節(jié)點阻抗。流入反饋節(jié)點的電流可能非常低，具體取決于穩(wěn)壓器。因此，噪聲會耦合到反饋節(jié)點，直接影響電源的控制環(huán)路。這會停止輸出電壓的調節(jié)并導致控制環(huán)路不穩(wěn)定。特別是在開關穩(wěn)壓器中，這種行為至關重要，因為電流的快速切換會產生噪聲，并且可能耦合到反饋節(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段的預期噪聲、輸出電壓值以及降低功率損耗的需求。

圖2.電源中放置良好的分壓器示例。

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)點應設計得盡可能小，以便將極小的噪聲耦合到該高阻抗節(jié)點。電阻R1和R2也應非?？拷娫碔C的反饋引腳。R1和負載之間的連接通常不是高阻抗節(jié)點，因此可以設計為具有更長的走線。圖2顯示了放置在反饋節(jié)點附近的電阻示例。

圖3.輸出電壓的調整，分壓器中沒有連續(xù)的功率損耗。

為了降低分壓器的功率損耗，特別是在能量收集等超低功耗應用中，一些IC（如ADP5301降壓穩(wěn)壓器）具有輸出電壓設置功能，在啟動期間僅檢查一次VID引腳上的可變電阻值。然后存儲該值以供持續(xù)運行，而不會有電流不斷流過分壓器。適用于高效應用的非常明智的解決方案。

審核編輯：郭婷