Меню

Точность установки выходного напряжения

Как выбрать стабилизатор напряжения?

Как выбрать стабилизатор напряжения картинка

Стабилизаторы напряжения обеспечивают безопасную работу различной электронной аппаратуры при провалах и всплесках сетевого напряжения. Эти приборы поддерживают выходной сигнал в необходимых значениях и предотвращают повреждение оборудования повышенным или пониженным сетевым напряжением.

Какой стабилизатор напряжения лучше выбрать? В данной статье мы дадим ответ на этот вопрос, а также остановимся подробнее на описании его основных параметров.

Содержание

  • По каким параметрам обычно выбирают стабилизатор напряжения?
  • Однофазный или трехфазный?
  • Выходная мощность
  • Диапазон стабилизации входного напряжения
  • Точность стабилизации
  • Способы установки стабилизатора
  • Индикация и средства мониторинга стабилизатора
  • Дополнительные параметры выбора стабилизатора

По каким параметрам обычно выбирают стабилизатор напряжения?

Выбирая стабилизатор напряжения, обязательно уточните основные параметры его работы.

Название параметра Комментарий
Фазность Определите, на какую электросеть рассчитан прибор – на однофазную или трехфазную.
Мощность Посчитайте мощность ваших электроприборов, которые будете защищать. Затем узнайте, какая выходная мощность у стабилизатора.
Диапазон стабилизации Определите параметры сетевого напряжения в вашей электросети и границы сетевого напряжения, при которых работает устройство.
Точность стабилизации Узнайте, какое у прибора максимально возможное отклонение значения выходного напряжения от номинального.
Тип устройства Узнайте, какой принцип стабилизации имеет устройство.
Система индикации Уточните, какой у прибора интерфейс для настройки и отслеживания его работы.
Окружающая среда Выясните, в каких климатических условиях работает устройство.

Разберем каждый из этих параметров более подробно.

Однофазный или трехфазный?

Однофазные приборы работают с характерными для бытового и офисного сектора потребителями однофазного тока (220 В): домашняя электроника, оргтехника, системы обогрева, вентиляции и сигнализации.

Трехфазные устройства используются преимущественно в промышленности с потребителями трехфазного тока (380 В): печи, насосы, электродвигатели и прочая технологическая инфраструктура крупных производственных объектов, центров связи, железных дорог. Использование трехфазного стабилизатора допускается и для комплексной защиты домашней электросети, если к месту инсталляции, например, загородному коттеджу, подведены три фазы с напряжением 380 В. Однако данное решение не всегда оправданно:

  • установка отдельного однофазного стабилизатора на каждую питающую фазу иногда обходится дешевле, чем использование одного трехфазного;
  • в случае отсутствия напряжения по любой из фаз, у трехфазного стабилизатора срабатывает защита, и он отключается. Установка независимых однофазных стабилизаторов позволяет избежать обесточивания всей энергосистемы при выходе из строя одной из питающих линий.

Выходная мощность

Вопрос выбора мощности стабилизатора заслуживает особенного внимания. Используя устройство меньшей мощности, чем это необходимо, вы рискуете получить частые отключения из-за перегрузки.

Актуальная мощность прибора определяется суммированием номинальных мощностей всех защищаемых электроприборов.

На большинстве электроприборов указывается активная мощность в Ваттах (Вт), для более точного расчета ее необходимо перевести в полную потребляемую мощность, в Вольт-Амперах (ВА). Особенно это важно для электродвигателей и устройств, имеющих в своём составе ёмкостные элементы!

Перевод осуществляется делением значения в Ваттах на коэффициент, учитывающий реактивную составляющую электрического тока — cos(φ): ВА=Вт/cos(φ). Сos(φ) указывается производителем в сопроводительной документации (встречается обозначение PF — Power Factor), при отсутствии данных допустимо принять cos(φ) в пределах 0,7 — 0,8.

Примерная мощность электроприборов картинка

Подобная ситуация возникает и при повышенных значениях сетевого напряжения. Кроме того, наличие запаса мощности позволит в процессе эксплуатации подключить к стабилизатору другие электроприборы.

Необходимо подобрать однофазный стабилизатор для защиты бытовой техники: персонального компьютера с мощностью 500 Вт, cos(φ) = 0,95, обогревателя – 1000 Вт, cos(φ) = 0,9 и телевизора – 400 Вт, cos(φ) = 1.

Рассчитаем полную потребляемую мощность для каждого случая:

Складываем полученные значения:

Учитывая необходимый запас, выбираем стабилизатор на 2500 ВА

Выбирая устройство для централизованной защиты определённого объекта (загородного дома или офиса), необязательно суммировать мощности всех находящихся в помещении электроприборов. Обратите внимание на номинал вводного автомата:

  • если подведена однофазная сеть, необходимо умножить номинал на 220;
  • если трехфазная – на 380 и √3 .

Мощность стабилизатора определяется по полученному значению с округлением в большую сторону и учётом необходимого запаса (для данного метода расчета рекомендованный запас не менее 30%).

К коттеджу подведена трехфазная сеть, присутствуют трехфазные потребители. В электрощите стоит вводной автомат с номиналом 25 А. Необходимо подобрать трехфазный стабилизатор для комплексной защиты:

25*380*√3=16454,5 ВА =16,5 кВА.

В данной ситуации выбираем модель мощностью 20 кВА.

К коттеджу подведена трехфазная сеть, присутствуют только однофазные потребители, стоит вводной автомат с номиналом 20 А. Принято решение о стабилизации по каждой фазе в отдельности, рассчитаем необходимую мощность однофазных устройств:

20*220=4400 ВА =4,4 кВА

Выбираем три однофазных стабилизатора мощностью 8 кВА.

Отдельным категориям оборудования характерны высокие пусковые токи, превышающие штатные в несколько раз. Это касается, в первую очередь, всей техники, содержащей электродвигатели (насосы, привода конвейеров, компрессоры). В таком случае стабилизатор подбирается по максимальному, пусковому значению!

Диапазон стабилизации входного напряжения

Любой стабилизатор имеет два диапазона входного напряжения:

  • рабочий – границы сетевых значений, в которых обеспечивается номинальная величина стабилизации;
  • предельный – границы сетевых значений, в которых функционирует устройство, но выходное напряжение отличается от номинала на величину, зависящую от просадки/превышения рабочего диапазона.

Выход напряжения за предельный диапазон вызывает обесточивание нагрузки, стабилизатор при этом остается подключенным к сети.

Определить отклонения вашей электрической сети помогут контрольные замеры. Подключите вольтметр или мультиметр к розетке. Фиксируйте показатели в течение некоторого промежутка времени. На основании полученной амплитуды сетевых колебаний вы сможете самостоятельно или с помощью специалиста подобрать оптимальный для данного режима энергоснабжения стабилизатор.

Замеры рекомендуется делать во время максимальной загрузки электрической сети (обычно – утро, вечер) и включив все электроприборы, которые планируется защитить. Замеры под нагрузкой и без нее могут иметь значительные отличия.

Точность стабилизации

Допустимые отклонения питающего напряжения картинка

Точность стабилизации отражает максимально возможный перепад выходного напряжения, который согласно ГОСТу должен составлять не более 10% от номинального значения. Большинство стабилизаторов в зависимости от принципа работы имеют показатели от 3 до 8%.

При выборе устройства убедитесь, что точность его стабилизации соответствует требованиям к качеству электропитания ваших приборов. Допустимые отклонения питающего напряжения указываются в паспорте электрооборудования.

При отсутствии информации воспользуйтесь следующими рекомендациями:

  • для осветительной техники – 3%;
  • для измерительных приборов, точной и сложной аппаратуры (например, медицинского оборудования) – 1-3%;
  • для большинства бытовых приборов – 5-7%.

Способы установки стабилизатора

Способы установки стабилизатора картинка

По типу корпуса и способу монтажа стабилизаторы бывают нескольких видов.

Для настенно-навесного размещения

Навесное исполнение позволяет закреплять устройство на вертикальных поверхностях и характерно для моделей небольшой мощности. Удобство таких корпусов в их компактности и возможности фиксировать прибор в непосредственной близости от защищаемого оборудования (например, на стене рядом с газовым котлом).

Для монтажа в стандартные 19-дюймовые шкафы и стойки

Стоечные стабилизаторы – это решение с плоским корпусом и стандартной шириной, позволяющей экономить пространство, размещая прибор вместе с защищаемой техникой в одной металлической конструкции (шкаф/стойка).

Для установки на горизонтальную плоскость

Напольные корпуса – это самый распространенный конструктив, присущий большинству стабилизаторов. Модели малой и средней мощности выполняются в виде моноблоков. Промышленные стабилизаторы высокой мощности представляют собой вертикальные шкафы.

Индикация и средства мониторинга стабилизатора

Современные модели стабилизаторов оснащаются различными средствами индикации, позволяющими отображать и анализировать характеристики прибора.

Как правило, стабилизаторы имеют световую индикацию, реализованную на базе светодиодов. Некоторые модели снабжены ЖК-дисплеем, который отражает действующий статус устройства и значения основных входных и выходных параметров.

Для устройств, используемых в промышленном секторе, важно наличие удаленного мониторинга, который в режиме реального времени позволяет операторам получать данные о состоянии обслуживаемых систем и при необходимости менять настройки оборудования. Такие стабилизаторы должны иметь широкий выбор коммуникационных интерфейсов:

  • USB порт;
  • «сухие» контакты (неисправность, авария сети, байпас и др.);
  • Ethernet (протоколы: SNMP/Web/Modbus TCP/Telnet/SSH/ и др.);
  • RS-485 (протоколы: Modbus RTU/ASCII).

Индикация и средства мониторинга стабилизатора картинка

Дополнительные параметры выбора стабилизатора

Помимо вышеперечисленных характеристик, при выборе модели стабилизатора следует также уточнить его дополнительные параметры:

  • время реакции на изменение входного напряжения (чем дольше будет происходить срабатывание, тем опаснее это будет для электроприборов);
  • значение КПД (чем он выше, тем, соответственно, больше энергосбережение);
  • уровень шума при работе (некоторые изделия сильно гудят или издают щелчки, из-за чего их работа в жилых помещениях будет некомфортной);
  • способ регулирования входного сигнала (в настоящее время самый эффективный способ коррекции напряжения у инверторных стабилизаторов напряжения – это двойное преобразование, которое обеспечивает на выходе чистый синус);
  • корпус изделия (необходимо подбирать приборы с металлическим корпусом, так как он более прочный, лучше в плане пожарной безопасности и надежнее защищен от механических повреждений).

Источник



Параметры источников опорного напряжения

Точностные параметры

Основное назначение ИОН — создавать образцовое напряжение, которое могло бы быть использовано электронными устройствами преобразования информации в качестве меры, эталона. Поэтому главное требование к ИОН —поддерживать выходное напряжение неизменным, равным номинальному значению в условиях изменяющегося входного напряжения, токов нагрузки, температуры окружающей среды и старения элементов.

К точностным параметрам ИОН относятся:

начальная точность установки выходного напряжения в нормальных условиях,

коэффициент стабилизации по входному напряжению,

коэффициент стабилизации по току нагрузки,

температурный коэффициент напряжения, тепловой гистерезис,

временная нестабильность, шум выходного напряжения.

Начальная точность установки выходного напряжения зависит в основном от технологических факторов. Отклонения выходного напряжения от номинального значения вызваны разбросом элементов, входящих в состав ИОН. Точность установки повышают путем лазерной подгонки сопротивлений резисторов схемы.

Коэффициент стабилизации по входному напряжению определяется как отношение приращения входного напряжения к вызываемому им приращению выходного напряжения ИОН:

Иногда в справочниках приводится нестабильность по напряжению как абсолютное изменение выходного напряжения в мВ, процентах или миллионных долях (ppm) при изменении входного напряжения в заданных пределах. Повышение коэффициента стабилизации достигается увеличением коэффициента усиления контура регулирования.

Коэффициент стабилизации по току нагрузки характеризует стабильность выходного напряжения стабилизатора при изменении тока нагрузки. Обычно под этим коэффициентом понимают относительное изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки в заданных пределах в процентах или миллионных долях от номинальной величины. Используются также термины «нестабильность по току нагрузки» и «выходное дифференциальное сопротивление»:

VOUT = VREF // IL

которое измеряется в Ом. Этот параметр также существенно зависит от коэффициента усиления контура регулирования. Для уменьшения влияния выходного тока при работе ИОН на удаленную нагрузку широко используется кельвиновское (т. е. четырехпроводное) подключение (при этом напряжение обратной связи снимается непосредственно с входных зажимов питания устройства-потребителя). Для этого некоторые модели прецизионных ИОН, например AD588, имеют специальные выводы.

Выходное сопротивление для трехвыводных параллельных ИОН зависит от коэффициента передачи Р внешнего делителя в цепи обратной связи. Если ROUT — выходное сопротивление при отсутствии внешнего делителя, то при включении делителя оно увеличивается

Температурный коэффициент выходного напряжения характеризует нестабильность выходного напряжения ИОН при изменении температуры окружающей среды. Это вторая по важности после точности установки выходного напряжения (а в некоторых случаях даже первая) точностная характеристика. Для многих изготовителей измерительных приборов ТКН менее 10 -6 /°С позволяет избавиться от системной температурной калибровки — медленного и дорогостоящего процесса. Существует несколько методов определения ТКН. Один из них состоит в определении ТКН как тангенса угла наклона касательной к графику зависимости опорного напряжения от температуры:

ТНК = RREF/ T ° . (5.18)

Однако в силу того, что эта зависимость не только не линейна, но даже и не монотонна, ТКН, определенный по формуле (5.18), сам очень сильно зависит от температуры. Обычно применяется метод поля, при котором задается поле допуска на отклонения опорного напряжения от номинального значения в заданном температурном диапазоне.

Рис. 8. График зависимости опорного напряжения прецизионного ИОН AD588 от температуры

На Рис. 8 представлен график зависимости опорного напряжения от температуры для прецизионного ИОН AD588. Эта зависимость (ее называют S-образной) характерна для ИОН на основе стабилитронов с так называемым ≪захороненным ≫ слоем (или скрытым Зене- ровским переходом). Очевидно, что ТКН, вычисленный по формуле (5.18), ни в какой мере не определяет действительные границы, в которых должно оставаться опорное напряжение при изменении температуры в рабочем диапазоне. Поэтому обычно ТКН вычисляют по формуле

. (5.19)

Например, для AD588 формула (5.19) дает ТКН = 0.95 • 10 -6 /°С Определенный таким образом ТКН равен тангенсу угла наклона диагонали прямоугольника, построенного на Рис. 8.

На вид зависимости опорного напряжения от температуры существенно влияет величина его начального значения.

Это вызвано тем, что, в свою очередь, величина опорного напряжения конкретного ИОН связана с точностью компенсации ТКН его базового опорного элемента . Недокомпенсация ведет к снижению RREF , а перекомпенсация наоборот, к его увеличению. На Рис. 9 приведены графики зависимости опорного напряжения от температуры для трех образцов ИОН типа TL431.

Рис. 9. Графики зависимостей опорного напряжения трех образцов ИОН TL431 от температуры

Видно, что при недокомпенсации в диапазоне температур преобладает отрицательный ТКН (если его определять по формуле (5.18)), а при перекомпенсации — положительный.

В справочниках часто приводится так называемая «температурная стабильность», под которой понимают относительное изменение выходного напряжения в процентах от номинальной величины при изменении температуры окружающей среды в допустимых для данной ИМС пределах. Используется также термин «температурный дрейф выходного напряжения», определяемый отношением RREF /( RREF_NOM T°) и измеряемый в мВ/(°С * В).

Тепловой гистерезис — неоднозначность изменения опорного напряжения в результате изменения температуры. Он проявляется в том, что при нагреве ИОН и последующем возврате к исходной температуре, его опорное напряжение не всегда принимает первоначальное значение. Тепловой гистерезис трудно компенсировать, и зачастую он является главным источником погрешности при температурных колебаниях с амплитудой 25°С и больше. Изготовители ИОН сравнительно недавно начали включать данные о тепловом гистерезисе своих изделий в техническую документацию. Например, для ИОН на ширине запрещенной зоны МАХ6250 тепловой гистерезис при изменении температуры в последовательности 25°С —> 50°С —> 25°С равен 20 мкВ, что сопоставимо с отклонением опорного напряжения при изменении температуры на 7°С.__

Рис. 10. График спектральной плотности шума для прецизионного ИОН AD588

Долговременная нестабильность (временной дрейф) определяет относительное изменение выходного напряжения в процентах от номинального значения за 1000 часов работы при температуре окружающей среды, соответствующей верхней границе рабочего диапазона. Для ИОН на стабилитронах типичное значение временного дрейфа составляет 610 -6 за 1000 часов и уменьшается по затухающей экспоненте. Дополнительная термотренировка улучшает временную стабильность ИОН на стабилитроне. XFET источники опорного напряжения имеют превосходную долговременную стабильность — 0.2*10 -6 за 1000 часов.

Шум опорного напряжения характерен для ИОН, так же как и для ОУ, но интенсивность шума ИОН значительно превосходит таковую для ОУ. Шум опорного напряжения вносит ошибку в измерения. В опорном напряжении преобладают два типа шума: фликкер-шум (1/f) и тепловой (белый). График спектральной плотности шума опорного напряжения для прецизионного AD588 представлен на Рис.10.Широкополосный тепловой шум может быть заметно сглажен путем подключения параллельно выходу ИОН конденсатора. На Рис. 11 можно видеть степень влияния на спектральную плотность шума ИМС МАХ6225 конденсатора емкостью 1 мкФ, подключенного параллельно выходу ИМС.

Рис. 11. Влияние шунтирующего конденсатора на спектральную плотность шума

Однако не все модели ИОН допускают непосредственное подключение конденсатора без потери устойчивости Решением здесь может быть подключение нагрузки к ИОН через RC-фильтр первого порядка. На Рис. 12 приведен график зависимости действующего значения напряжения шума на выходе RC -фильтра, подключенного к ИОН типа LT1004-2.5 от его частоты среза.

Рис. 12. График зависимости действующего значения шума опорного напряжения ИОН от частоты среза выходного фильтра

Поскольку в отличие от ОУ выходное напряжение ИОН меняться не должно, можно использовать фильтр с большой постоянной времени.

К сожалению, применение /?С-фильтра приводит к увеличению выходного сопротивления ИОН на низких частотах. Это нежелательно, если входное сопротивление приемника сигнала от ИОН низкое, особенно если оно меняется, как, например у цифроаналогового преобразования с инверсной резистивной матрицей. Поэтому сопротивление резистора фильтра выбирают порядка 20 Ом.

В стабилитронных ИОН конденсатор для снижения шума может быть подключен непосредственно параллельно стабилитрону либо параллельно неинвертирующему входу усилителя, входящего в состав ИОН (см. Рис. 56), как это, например, предусмотрено у прецизионного AD587. При этом условия устойчивости ИОН не ухудшаются, поскольку конденсатор не входит в контур обратной связи.

К основным динамическим параметрам источников опорного напряжения относятся коэффициент подавления пульсаций, полное выходное сопротивление и время установления после включения.

Коэффициент подавления пульсаций Кцц определяется как отношение (в дБ) амплитуд основной гармоники пульсаций напряжения на выходе и входе ИОН при его питании от пульсирующею напряжения (например, выходным напряжением двухполупериодного выпрямителя без фильтра). Обычно приводится в технической документации в виде частотной характеристики. Значение этого коэффициента в области низких частот определяется частотной характеристикой контура регулирования ИОН, в частности коэффициентом усиления петли и частотой среза, а в области высоких частот — емкостью и частотными свойствами выходного конденсатора, если он есть. На Рис. 13 представлен график зависимости коэффициента подавления пульсаций от частоты для AD291.__

Рис. 13. График зависимости коэффициента подавления пульсаций от частоты для ИМС AD291

Рис. 14. Графики зависимости от частоты модуля полного выходного сопротивления ИМС МАХ6225

Полное выходное сопротивление Z0UT характеризует способность источника опорного напряжения компенсировать изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки. Задается, как правило, в виде графика в функции от частоты изменения тока нагрузки. Так же, как и Кпп в области низких частот определяется усилительными свойствами контура регулирования, а в области высоких частот полным сопротивлением выходного конденсатора. На Рис. 14 представлены графики зависимости от частоты модуля полного выходного сопротивления ИМС МАХ6225 для втекающего / етек> и вытекающего / вытек. Выходных токов силой 5 мА.

В фирменных описаниях микросхем ИОН часто приводятся графики переходных характеристик — зависимости от времени опорного напряжения при скачкообразном изменении входного напряжения или тока нагрузки.

Время установления после включения — время, в течение которого опорное напряжение устанавливается с заданной точностью после подачи питания. У большинства ИОН опорное напряжение устанавливается до 0.1% за время менее 10 мкс. Этот параметр важен для систем с батарейным питанием, поскольку в этом случае целесообразно подавать питание на узлы системы только на короткое время их работы.

К важнейшим эксплуатационным параметрам ИОН относятся:

• диапазон допустимых входных напряжений;

• максимально допустимый ток нагрузки;

• максимально допустимая рассеиваемая мощность;

• минимально допустимое напряжение между входом и выходом ИОН при максимальном или дополнительно оговоренном токе нагрузки;

• ток, потребляемый ИОН в режиме холостого хода (часто называемый током утечки);

• допустимый диапазон температур окружающей среды.

В фирменных описаниях микросхем ИОН часто приводятся графики переходных характеристик — зависимости от времени опорного напряжения при скачкообразном изменении входного напряжения или тока нагрузки.

Время установления после включения — время, в течение которого опорное напряжение устанавливается с заданной точностью после подачи питания. У большинства ИОН опорное напряжение устанавливается до 0.1% за время менее 10 мкс. Этот параметр важен для систем с батарейным питанием, поскольку в этом случае целесообразно подавать питание на узлы системы только на короткое время их работы.

К важнейшим эксплуатационным параметрам ИОН относятся:

• диапазон допустимых входных напряжений;

• максимально допустимый ток нагрузки;

• максимально допустимая рассеиваемая мощность;

• минимально допустимое напряжение между входом и выходом ИОН при максимальном или дополнительно оговоренном токе нагрузки;

• ток, потребляемый ИОН в режиме холостого хода (часто называемый током утечки);

• допустимый диапазон температур окружающей среды.

Таблица 5.2. Основные параметры ИС источников опорного напряжения

Источник

Внешние источники опорного напряжения

Для нормальной работы АЦП МК необходим источник опорного напряжения (ИОН). Если использовать внутренний ИОН, то могут возникнуть проблемы с его низкой температурной стабильностью и большим технологическим разбросом номинального напряжения. Для точных измерений (в том числе с нестандартными опорными напряжениями) практикуют подключение внешнего ИОН к выво-ду KREF МК. Состоять он может из дискретных элементов (Рис. 4.7, а. и) или из интегральных микросхем (Рис. 4.8, а. к).

Внешние источники опорного напряжения

Рис. 4.7. Схемы подключения внешних ИОН на дискретных элементах <начало):

а) МК(1) использует для своих измерений внутренний ИОН. Его выходное напряжение KRRF является внешним ИОН по отношению к МК(2). Достоинство — синхронизация измерений;

б) VD1 — это прецизионный стабилитрон «Shunt Voltage Reference» (фирма Analog Devices) с точностью поддержания выходного напряжения ±0.1%. Фильтр R2, C1 снижает ВЧ-помехи. При переходе на повышенное питание +5 В необходимо заменить резистор R1 (2.94 кОм). Для снижения потребляемого тока можно увеличить сопротивление резистора R1 до 34.8. 41.2 кОм;

в) VD1 — это широкодиапазонный стабилитрон «Adjustable Voltage Reference» фирмы National Semiconductor. Резистор RI задаёт ток через VDI в пределах 0.01. 20 мА. Если вместо LM385-2.5 поставить LM4040-4.1 и увеличить резистор до 10 кОм, то KREF станет равным +4.096 В;

г) регулируемый ИОН с плавной юстировкой напряжения многооборотным резистором R3

д) VD1 — это трёх вы вод ной стабилитрон «Programmable Shunt Regulator» (серия «431»). Двухполюсное включение VD1 определяет опорное напряжение +2.5 В (или +1.25 В в серии «1431»);

е) опорное напряжение +4.9 В поступает с выходной линии МК. Такое включение полезно при тестах (НИЗКИЙ/ВЫСОКИЙ уровень) и для удобства разводки печатной платы;

Внешние источники опорного напряжения

Рис. 4.7. Схемы подключения внешних ИОН на дискретных элементах (окончание):

ж) регулируемый ИОН на основе трёхвыводного стабилитрона VD1 серии «431». Опорное напряжение определяется по формуле KREF[B] = 2.5-(1 + Я,[кОм]/Я2[кОм]);

з) напряжение KREF близко к напряжению питания. Из особенностей — двухступенчатая фильтрация помех при помощи элементов L1, C1 и RI, С2, СЗ;

и) на вход VREF подаётся опорное напряжение, которое чуть больше напряжения питания Усс МК. Это обеспечивает широкий динамический диапазон измерений, но надо следить, чтобы разница между КЕРи Усс не превышала 0.2 В. Если поставить стабилитрон VDI LM4040DIZ-5.0, то опорное напряжение уменьшится до +5.0 В, а точность установки улучшится с 5 до 1 %.

Внешние источники опорного напряжения

Внешние источники опорного напряжения

Рис. 4.8. Схемы подключения внешних ИОН на микросхемах (начало):

а) использование низковольтного стабилизатора напряжения DA1 в качестве ИОН;

б) точность установки опорного напряжения составляет 2.4% (5.00 В ± 120 мВ). Замена стабилизатора DAI — 78L05. Конденсаторы C1 и С2 необходимо располагать возле выводов DA /;

в) точность установки опорного напряжения DA 1 составляет 0.05% (5.00 В ± 2.5 мВ), температурная стабильность 5 ррт/°С (25 мкВ на один градус);

г) двухступенчатый стабилизатор (VDI, DAI). Точность установки опорного напряжения DAI (фирма Intersil) составляет 0.01% (5.00 В ± 0.5 мВ), температурная стабильность 5 ррш/°С; ©

Внешние источники опорного напряжения

Рис. 4.8. Схемы подключения к МК внешних ИОН на микросхемах (окончание):

д) плавно регулируемый ИОН в пределах 0. +3 В. Замена стабилизатора DA1 аналогичным, нос другим выходным напряжением (+2.5. +5 В), задаёт верхний предел регулирования;

е) повышенная стабильность ИОН благодаря генератору тока на микросхеме DA1. Ток через трёхвыводной стабилитрон VDI (1. 8 мА) определяется по формуле /[мА] = 1.25 /[кОм];

ж) программно регулируемый ИОН 0. +5 В на микросхеме DA1 фирмы Microchip. Функционально это дискретный 6-битный переменный резистор с крайними выводами «А», «В» и средним выводом «W». Сопротивление от 2.1 до 50 кОм. Буферным повторителем служит ОУ DA2;

з) оперативная смена двух напряжений. Высокоточный ИОН на микросхеме DA1 (фирма Analog Devices) выдаёт напряжение +2.5 или +3 В в зависимости от положения перемычки SL Фильтр LI, CI снижает помехи по питанию;

и) вывод KREF МК соединяется с линией питания, которая и служит внешним ИОН. Напряжение питания регулируется резистором R3. Значение +5.12 В выбрано не случайно. Это сделано для того, чтобы при 10-битном АЦП МК цена одного деления составляла ровно 5 мВ;

к) регулируемый ИОН с повышенной нагрузочной способностью на основе повторителя DA1. Выходное напряжение +2.5 В может использоваться для средней точки других ОУ.

Источник: Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема.

Источник

Читайте также:  Регулятора напряжения к1216 ен1