如何做到用铜线控制远端负载的电压 (如何用铜线做各种造型)

在功率分配*中，由于稳压器和负载之间的电缆/导线压降而产生稳压问题是很常见。导线电阻、电缆长度或负载电流的任何增加都会使配电线上的压降增大，从而扩大负载上的实际电压与稳压器所获电压之间的差异。改善长电缆线路上稳压能力的一种方法是通过在稳压器和负载之间采用四线式开尔文(Kelvin)连接，直接地在负载上测量电压。不幸的是，这种解决方案需要额外导线布设至负载以及在靠近负载增设开尔文电阻器，因此当无法接近负载进行相应的变更时，其就变得不可行。另一种方法则是采用大直径的导线(从而降低稳压器到负载之间的电阻)以较大限度地减小电压降。这种做法虽然在电气方面十分简单，但是从机械的角度来说却会很复杂。增大电缆芯线的尺寸会显著地增加空间要求和成本。另一种用于替代增设附加配线的方案是利用LT电缆/导线压降补偿器，以对稳压器上的压降实施补偿，而无需在稳压器和负载之间排布额外的电缆/配线。本文将说明LT怎样对多种不同的“稳压器至负载”压降作出补偿以改善稳压。LT电缆/导线补偿器图1示出了单线式补偿方框图。如果远端负载电路未共享稳压器的地，则需要两根导线，一根导线连接至负载，另一根则是接地回线。LT高压侧放大器通过测量检测电阻器RSENSE两端的电压VSENSE来检测负载电流，并输出一个与负载电流ILOAD成比例的电流IIOUT。可利用RIN电阻设置IIOUT在μA至1mA之间。电缆/导线压降VDROP补偿是通过经由RFA反馈电阻器吸收IIOUT以增加稳压器的输出来实现，而增量则等于VDROP。LT电缆/导线压降补偿设计很简单：设定IIOUT•RFA的乘积等于最大电缆/导线压降。

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图1：无需额外的导线即可补偿至一个远端负载的导线压降LT包括一个内部mΩRSENSE，适合高至3A的负载电流；对于大于3A的ILOAD则需要使用一个外部RSENSE。该外部RSENSE可以是一个检测电阻、一个电感器的DC电阻或一个PCB走线电阻。除了IIOUT吸收电流之外，LTIMON引脚还提供了一个供电电流IMON，用以补偿如LT等参考于电流的线性稳压器。补偿降压型稳压器的电缆压降图2示出了一个完整的电缆/导线压降补偿*，该*由一个3.3V、5A降压型稳压器和一个LT组成，其用于调节一个通过英尺之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。

图2：高电流远端负载调节实例：一个具有LT电缆/导线压降补偿功能电路的3.3V、5A降压型稳压器流过mΩ导线电阻和mΩRSENSE的最大5AILOAD将产生一个mV压降。对于0A≤ILOAD≤5A，如要调节负载电压VLOAD，那么IIOUT•RFA必须等于mV。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μA(IIOUT误差在μA至μA范围为±1%)。在图2所示的电路中，反馈通路电流为6μA(VFB/k)，RFA电阻为k，而且必须计算RIN电阻器的阻值以设定IIOUT•RFA=mV。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mV(5•mΩ)，也就是说：对于一个3.3V输出，误差为.2%。LT在°C时可将ΔVLOAD减小至仅为mV，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LT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LT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%，LT仍可将VLOAD误差减小至6.%。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LT能够对多种不同的压降实施高精度补偿。利用LT、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LT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*)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，同时还可较大限度地降低设计的复杂性和组件成本。本文是家电维修*社小编网络收集资料，更多相关内容请到交流发言