當(dāng)使用降壓穩(wěn)壓器或線性穩(wěn)壓器等電源時(shí)，它們調(diào)節(jié)設(shè)定電壓以向負(fù)載提供電能。在某些應(yīng)用中，例如，實(shí)驗(yàn)室電源或各種組件連接到較長電纜的電子系統(tǒng)，由于互連線路上的各種壓降，調(diào)節(jié)電壓在需要的地方并不總是特別準(zhǔn)確。控制精度取決于許多參數(shù)。一個(gè)是負(fù)載需要連續(xù)恒定電流時(shí)的直流精度。還有產(chǎn)生的電壓的交流精度。這取決于產(chǎn)生的電壓在負(fù)載瞬變下的行為。影響直流精度的因素包括所需的基準(zhǔn)電壓源（可能為電阻分壓器）、誤差放大器的行為，以及電源的其他一些影響因素。影響交流精度的關(guān)鍵因素包括所選功率電平、備用電容器以及控制環(huán)路的架構(gòu)和設(shè)計(jì)。

然而，除了所有這些對產(chǎn)生的電源電壓精度的影響之外，還必須考慮其他影響。如果電源在空間上與要供電的負(fù)載分開，則在調(diào)節(jié)電壓和需要電能的位置之間將存在壓降。該壓降取決于穩(wěn)壓器和負(fù)載之間的電阻。這可以是帶有插頭觸點(diǎn)的電纜，也可以是電路板上的較長走線。

圖1顯示了電源和負(fù)載之間的電阻。電源產(chǎn)生的電壓可以略微增加，以補(bǔ)償該電阻兩端的電壓損耗。不幸的是，線路電阻兩端產(chǎn)生的壓降取決于負(fù)載電流，即流過線路的電流。與較低的電流相比，較高的電流會導(dǎo)致更高的壓降。因此，負(fù)載由相當(dāng)不精確的調(diào)節(jié)電壓提供，該電壓取決于線路電阻和相應(yīng)的電流。

圖1.穩(wěn)壓器與相關(guān)負(fù)載之間的物理距離。

很早就找到了這個(gè)問題的解決方案。額外的連接可以平行于實(shí)際的連接線運(yùn)行。開爾文檢測線測量電氣負(fù)載側(cè)的電壓。在圖 1 中，這些附加行以紅色顯示。然后將這些測量值集成到電源側(cè)的電源電壓控制中。這個(gè)概念效果很好，但缺點(diǎn)是需要額外的檢測引線。這種線通常可以具有非常小的直徑，因?yàn)樗鼈儾粩y帶高電流。然而，在連接電纜中安裝測量線以獲得更高的電流會帶來額外的努力和高成本。

還可以補(bǔ)償電源和負(fù)載之間連接線上的壓降，而無需額外的一對檢測引線。這對于復(fù)雜電纜復(fù)雜且昂貴的應(yīng)用特別重要，并且產(chǎn)生的EMC干擾很容易耦合到電壓測試引線中。第二種可能性包括使用專用的線路壓降補(bǔ)償IC，例如LT6110。它插入電壓發(fā)生側(cè)，并在進(jìn)入連接線之前測量電流。根據(jù)該測得的電流，然后調(diào)整電源的輸出電壓，以便非常精確地調(diào)節(jié)負(fù)載側(cè)的電壓，而與負(fù)載電流無關(guān)。

圖2.LT6110 用于調(diào)節(jié)一個(gè)電源輸出電壓，以補(bǔ)償連接線的壓降。

對于 LT6110 等組件，電源電壓可根據(jù)相應(yīng)的負(fù)載電流進(jìn)行調(diào)整;但是，此調(diào)整需要有關(guān)線路電阻的信息。此信息在許多（但不是所有）應(yīng)用程序中都可用。如果在器件的使用壽命期間可以更換更長或更短的連接線，則還必須調(diào)整由 LT6110 產(chǎn)生的電壓補(bǔ)償。

如果器件在工作期間線路電阻可能發(fā)生變化，則 LT4180 等組件可在負(fù)載側(cè)存在輸入電容器的情況下使用交流信號對連接線的電阻進(jìn)行虛擬預(yù)測，從而能夠在負(fù)載端提供高度準(zhǔn)確的電壓。

圖 3 示出了采用 LT4180 的一個(gè)應(yīng)用，其中傳輸線電阻未知。線路輸入電壓調(diào)節(jié)到相應(yīng)的線路電阻。對于 LT4180，無需開爾文檢測線路即可通過線路逐步改變電流并測量相應(yīng)的電壓變化，從而實(shí)現(xiàn)上述工作。該測量的結(jié)果用于確定未知線路中的電壓損耗。此信息用于對DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出電壓進(jìn)行最佳調(diào)整。

圖3.使用 LT4180 對線路進(jìn)行虛擬遠(yuǎn)程測量。

只要負(fù)載側(cè)的節(jié)點(diǎn)具有低交流阻抗，這種測量就很有效。在許多應(yīng)用中都是這種情況，因?yàn)殚L連接線后的負(fù)載需要一定量的能量存儲。由于阻抗低，DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出電流可以調(diào)制，并且使用連接線前一側(cè)的電壓測量來確定線路電阻。

不僅電壓轉(zhuǎn)換器本身與成功調(diào)節(jié)的電源電壓有關(guān)，而且負(fù)載的電源線也與相關(guān)。

結(jié)論

所需的直流精度可以通過額外的開爾文檢測線來提高。作為這些附加檢測引線的替代方案，還有集成電路來補(bǔ)償線路上的壓降，而無需開爾文檢測線。如果開爾文檢測線的成本太高，或者必須在沒有額外檢測引線的情況下使用現(xiàn)有線路，這將非常有用。使用這些尖端，可以輕松實(shí)現(xiàn)更高的電壓精度。

審核編輯：郭婷