大電流線性分壓器電路
受CMOS工藝的限制,數字電位器的滑動端允許通過的電流較小,一般不超過3mA,電流過大會使器件過早失效。實踐中可在滑動端后接一電壓跟隨器(一般由集成運放構成;也有的數字電位器內含電壓跟隨器,如X9438),這樣既可以擴大電流(通用集成運放的最大輸出電流為15mA左右),又能隔離負載(后級電路)對數字電位器的影響。
為了得到更大的電流,本人用集成三端穩壓器設計了圖3所示的大電流線性分壓器[4]。LM358為單電源通用集成運放,LM317為正電壓可調集成三端穩壓器。LM358接成電壓跟隨器,輸出電壓跟隨分壓器的輸出電壓V0。電壓跟隨器的輸入電阻Ri≥400MΩ(Ri相當于分壓器的負載電阻RL),輸出電阻R0≤1Ω。滿足(RL/R)→∞的條件(R為數字電位器的額定阻值),故從根本上消除了傳感器負載特性的非線性。
根據LM317的內部電路結構和工作原理可知,穩壓電路的輸出電壓可寫為
為了得到更大的電流,本人用集成三端穩壓器設計了圖3所示的大電流線性分壓器[4]。LM358為單電源通用集成運放,LM317為正電壓可調集成三端穩壓器。LM358接成電壓跟隨器,輸出電壓跟隨分壓器的輸出電壓V0。電壓跟隨器的輸入電阻Ri≥400MΩ(Ri相當于分壓器的負載電阻RL),輸出電阻R0≤1Ω。滿足(RL/R)→∞的條件(R為數字電位器的額定阻值),故從根本上消除了傳感器負載特性的非線性。
根據LM317的內部電路結構和工作原理可知,穩壓電路的輸出電壓可寫為
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因LM317具有優良的穩壓性能(電流調整率約為0.3%),故允許負載回路電流I′0在零到LM317的最大輸出電流之間變化。常見的LM317的最大輸出電流在100mA至數安培不等(與LM317的具體型號有關)。
綜上,本設計既從根本上消除了分壓器負載特性的非線性,又很好地解決了分壓器負載能力弱的問題。
在圖3中,電容C1和C0分別為穩壓電路的輸入電容和輸出電容;二極管D1、D2均為LM317的保護二極管;電容C用于濾除電壓跟隨器輸出電壓中的紋波和干擾。
測試表明:該電路充分利用了集成三端穩壓器穩壓性能好、輸出電流大的優點,輸出50mA電流時的最大非線性誤差只有0.4%(用LM317T)和0.7%(用LM317L),作為大電流線性分壓器具有良好的性能。?
綜上,本設計既從根本上消除了分壓器負載特性的非線性,又很好地解決了分壓器負載能力弱的問題。
在圖3中,電容C1和C0分別為穩壓電路的輸入電容和輸出電容;二極管D1、D2均為LM317的保護二極管;電容C用于濾除電壓跟隨器輸出電壓中的紋波和干擾。
測試表明:該電路充分利用了集成三端穩壓器穩壓性能好、輸出電流大的優點,輸出50mA電流時的最大非線性誤差只有0.4%(用LM317T)和0.7%(用LM317L),作為大電流線性分壓器具有良好的性能。?
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