在電源設(shè)計(jì)中，可以手動(dòng)設(shè)置所需的輸出電壓。這是在大多數(shù)集成電源電路以及開(kāi)關(guān)和線性穩(wěn)壓器 IC 中借助分壓器實(shí)現(xiàn)的。兩個(gè)電阻值的比率必須適合于設(shè)置所需的輸出電壓。圖 1 顯示了一個(gè)分壓器。內(nèi)部參考電壓 （VREF） 和所需的輸出電壓決定了電阻值的比率，如公式 1 所示：

參考電壓 VREF 由開(kāi)關(guān)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。此電壓代表輸出電壓 （VOUT） 可以設(shè)置的最低電壓。在已知參考電壓和輸出電壓的情況下，等式中仍有兩個(gè)未知數(shù)：R1 和 R2。現(xiàn)在可以相對(duì)自由地選擇兩個(gè)電阻值之一，因?yàn)橥ǔＶ档陀?100 kΩ。

如果電阻值過(guò)低，則在運(yùn)行期間由于恒定流動(dòng)的電流 VOUT/（R1 + R2） 導(dǎo)致的功率損耗非常高。如果 R1 和 R2 的值均為 1 kΩ，則在 2.4 V 的輸出電壓下將流過(guò) 1.2 mA 的連續(xù)漏電流。這對(duì)應(yīng)于僅由分壓器產(chǎn)生的 2.88 mW 功率損耗。

取決于輸出電壓的設(shè)置精度以及 FB 引腳上電源誤差放大器中的電流有多高，通過(guò)考慮該電流可以更精確地指定公式 1。

圖 1. 穩(wěn)壓器中用于調(diào)節(jié)輸出電壓的分壓器。

但是，電阻值不應(yīng)太高。如果電阻值均為 1 MΩ，我們將只有 2.88 μW 的功率損耗。這種具有非常高值的電阻器尺寸的一個(gè)主要缺點(diǎn)是它會(huì)導(dǎo)致非常高的反饋節(jié)點(diǎn)阻抗。流入反饋節(jié)點(diǎn)的電流可能非常低，具體取決于電壓調(diào)節(jié)器。因此，噪聲會(huì)耦合到反饋節(jié)點(diǎn)并直接影響電源的控制回路。這會(huì)停止輸出電壓的調(diào)節(jié)并導(dǎo)致控制回路不穩(wěn)定。尤其是在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器中，這種行為至關(guān)重要，因?yàn)殡娏鞯目焖偾袚Q會(huì)產(chǎn)生噪聲，并且會(huì)耦合到反饋節(jié)點(diǎn)。

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(yù)期噪聲、輸出電壓值以及降低功率損耗的需要。

圖 2. 電源中放置良好的分壓器示例。

另一個(gè)重要方面是分壓器在電路板布局上的放置。反饋節(jié)點(diǎn)應(yīng)設(shè)計(jì)得盡可能小，以便非常少的噪聲可以耦合到這個(gè)高阻抗節(jié)點(diǎn)。電阻器 R1 和 R2 也應(yīng)該非常靠近電源 IC 的反饋引腳。R1 和負(fù)載之間的連接通常不是高阻抗節(jié)點(diǎn)，因此可以設(shè)計(jì)為具有更長(zhǎng)的走線。圖 2 顯示了靠近反饋節(jié)點(diǎn)放置的電阻器示例。

圖 3. 在分壓器中沒(méi)有連續(xù)功率損耗的情況下調(diào)整輸出電壓。

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(yīng)用中，一些 IC（如ADP5301降壓穩(wěn)壓器）具有輸出電壓設(shè)置功能，其中 VID 上的可變電阻值引腳僅在啟動(dòng)期間檢查一次。然后存儲(chǔ)該值以用于持續(xù)運(yùn)行，而無(wú)需電流不斷流過(guò)分壓器。對(duì)于高效應(yīng)用而言，這是一個(gè)非常明智的解決方案。

審核編輯：郭婷