配電系統(tǒng)中的一個常見問題是由于調(diào)節(jié)器和負載之間的電纜/電線電壓降導(dǎo)致失調(diào)。導(dǎo)線電阻，電纜長度或負載電流的任何增加都會增加配電線上的電壓降，從而增加負載上的實際電壓與調(diào)節(jié)器感知的電壓之間的差異。改善長電纜調(diào)節(jié)的一種方法是通過調(diào)節(jié)器和負載之間的4線開爾文連接直接測量負載電壓。不幸的是，這種解決方案需要將額外的導(dǎo)線布線到負載以及放置在負載附近的開爾文電阻器，當負載無法進行修改時是不切實際的。另一種方法是通過采用大直徑導(dǎo)線來降低電壓降，從而降低從調(diào)節(jié)器到負載的電阻。這很簡單，但機械上很復(fù)雜。增加電纜導(dǎo)體的尺寸會顯著增加空間需求和成本。

額外布線的替代方案是使用LT6110電纜/線路補償器補償穩(wěn)壓器的電壓降，而無需額外的布線/布線調(diào)節(jié)器和負載。本文介紹了LT6110如何通過補償大范圍的穩(wěn)壓器到負載電壓降來改善穩(wěn)壓。

LT6110電纜/電線補償器

圖1顯示了1線補償框圖。如果遠程負載電路不共用調(diào)節(jié)器的接地，則需要兩根電線，一根連接到負載和一根接地返回線。 LT6110高端放大器通過測量檢測電阻R SENSE 上的電壓V SENSE 來檢測負載電流，并輸出電流I IOUT 與負載電流成比例，I LOAD 。 I IOUT 可通過R IN 電阻編程，范圍為10μA至1mA。通過R FA 反饋電阻吸收I IOUT 來完成電纜/電線壓降，V DROP 補償，以增加穩(wěn)壓器的輸出量等于V DROP 。 LT6110電纜/線壓降補償設(shè)計很簡單：設(shè)置I IOUT ?R FA 乘積等于最大電纜/線壓降。

LT6110包含一個內(nèi)部20mΩR SENSE ，適用于高達3A的負載電流; I LOAD 大于3A時需要外部R SENSE 。外部R SENSE 可以是檢測電阻，電感的直流電阻或PCB走線電阻。除I IOUT 吸收電流外，LT6110 I MON 引腳提供源電流I MON ，以補償電流參考線性穩(wěn)壓器例如LT3080。

補償降壓穩(wěn)壓器的電纜壓降

圖2顯示了完整的電纜/電線電壓降壓補償系統(tǒng)由3.3V，5A降壓穩(wěn)壓器和LT6110組成，LT6110可調(diào)節(jié)通過20英尺18 AWG銅線連接的遠程負載的電壓。降壓調(diào)節(jié)器的5A輸出需要使用外部R SENSE 。

最大5A I LOAD 通過140mΩ導(dǎo)線電阻和25mΩR SENSE 產(chǎn)生825mV壓降。為了調(diào)節(jié)負載電壓，V LOAD ，對于0A≤I LOAD ≤5A，I IOUT ?R FA 必須等于825mV。有兩種設(shè)計選項：選擇I IOUT 并計算R FA 電阻，或設(shè)計穩(wěn)壓器的反饋電阻以獲得極低電流并計算R IN 電阻設(shè)置I IOUT 。通常，I IOUT 設(shè)置為100μA（I IOUT 誤差從30μA到300μA為±1％）。在圖2電路中，反饋路徑電流為6μA（V FB /200k），R FA 電阻為10k，R IN 電阻必須計算設(shè)置I IOUT ?R FA = 825mV。

I IOUT = V SENSE /R IN ，I IOUT ?R FA = V DROP

對于R FA = 10k，R SENSE =25mΩ且R WIRE =140mΩ，R IN = 1.5k。

沒有電纜/線路壓降補償負載電壓的最大變化，ΔV LOAD ，為700mV（5?140mΩ），或3.3V輸出的誤差為21.2％。 LT6110在25°C時將ΔV LOAD 降低至僅50mV，或者誤差為1.5％。這是負載調(diào)節(jié)的一個數(shù)量級改進。

精確負載調(diào)節(jié)

使用LT6110進行負載調(diào)節(jié)的適度改善不需要精確的R WIRE 估算。負載調(diào)節(jié)誤差是兩個誤差的乘積：由于電線/電纜電阻引起的誤差和由于LT6110補償電路引起的誤差。例如，使用圖2電路，即使R SENSE 和R WIRE 計算誤差為25％，LT6110仍會降低V LOAD 誤差為6.25％。

為了精確調(diào)節(jié)負載，需要準確估算電源和負載之間的電阻。如果R WIRE ，R SENSE 以及電纜連接器和PCB走線與電線串聯(lián)的電阻得到精確估算，那么LT6110可以補償寬范圍的電壓

使用LT6110，精確的R WIRE 估計和精度R SENSE ，ΔV LOAD 補償誤差可以減少，以匹配調(diào)節(jié)器在任何長度的電線上的電壓誤差。

結(jié)論

LT6110電纜/線壓降補償器改善了遠程負載的電壓調(diào)節(jié)，其中大電流，長電纜和電阻會顯著影響調(diào)節(jié)。無需添加感應(yīng)線，購買開爾文電阻，使用更多銅線或?qū)嵤┴撦d點調(diào)節(jié)器 - 其他解決方案的常見缺點，即可實現(xiàn)精確調(diào)節(jié)。相比之下，補償器解決方案需要的空間很小，同時最大限度地降低了設(shè)計復(fù)雜性和元件成本。