基準(zhǔn)電源是一種高精度、高穩(wěn)定性的電源設(shè)備，其主要作用是提供穩(wěn)態(tài)電壓或電流輸出，并保持輸出基準(zhǔn)值的穩(wěn)定性。這種電源設(shè)備通常能夠?qū)崿F(xiàn)較高的輸出精度和穩(wěn)定性，以滿足各種高精度實(shí)驗(yàn)和測(cè)試的需求。
基準(zhǔn)電源具有多種特性，其中包括高精度、高穩(wěn)定性、寬范圍輸出以及可編程控制等。例如，它可以提供高達(dá)0.001%的輸出精度，確保輸出電壓或電流的精度和穩(wěn)定度。同時(shí)，基準(zhǔn)電源還具有廣泛的電壓或電流輸出范圍，能夠滿足不同設(shè)備的工作需求。此外，基準(zhǔn)電源通常采用數(shù)字化控制，可以通過編程方式精確地控制電壓或電流的輸出。
圖1
并聯(lián)基準(zhǔn)電源，其功能類似于二極管電壓調(diào)節(jié)器，當(dāng)設(shè)備通過最小電流時(shí)，設(shè)備上的壓降保持不變。其使用固定壓降來調(diào)節(jié)負(fù)載，并將不需要的電流從負(fù)載傳輸?shù)降孛?。外部電阻器用于確定總電流電源，其壓降為輸入電源與基準(zhǔn)電壓二者的電壓差。最大電流負(fù)荷決定輸入電壓和外部電阻大小決定。隨著負(fù)荷的變化，并聯(lián)基準(zhǔn)將吸收掉多余的電流。
外部電阻最大最小值計(jì)算方式如上圖1、2
于負(fù)基準(zhǔn)電壓源，連接方式如圖2 所示。
圖2
串聯(lián)基準(zhǔn)不需要任何外部電阻，器件上會(huì)通過負(fù)載所需的電流，同時(shí)加上一個(gè)小的靜態(tài)電流。然而，正是因?yàn)檩斎腚妷褐苯蛹釉谄骷?，而不是通過串聯(lián)電阻，所以對(duì)于串聯(lián)基準(zhǔn)，有一個(gè)參數(shù)即最大額定輸入電壓需要考慮。圖3 即為一個(gè)典型的串聯(lián)基準(zhǔn)電路。串聯(lián)基準(zhǔn)不需要外部電阻，設(shè)備通過負(fù)載傳導(dǎo)所需的電流和小的靜態(tài)電流。然而，正是因?yàn)檩斎腚妷褐苯邮┘拥狡骷皇谴?lián)電阻器，所以有一個(gè)參數(shù)必須被視為參考，即最大額定輸入電壓。圖3顯示了一個(gè)典型的串聯(lián)基準(zhǔn)電路。
圖3
對(duì)于串聯(lián)基準(zhǔn)，需要輸入電壓至少等于輸出電壓，并增加一定的余量。輸入和輸出之間的附加電壓稱為電壓差，通常隨著負(fù)載電流的增加而增加。串聯(lián)基準(zhǔn)可以包括激活功能，該激活功能可以在不需要輸出電壓時(shí)通過外部信號(hào)激活或停用設(shè)備，從而節(jié)省功耗。為電路選擇參考電壓時(shí)，請(qǐng)考慮以下典型應(yīng)用
寬范圍輸入電壓或存在大的輸入電壓瞬變。負(fù)向或浮地基準(zhǔn)電壓。
負(fù)載電流變化，電源電流和負(fù)載電流同時(shí)減小。需要對(duì)基準(zhǔn)源進(jìn)行休眠或關(guān)斷的場(chǎng)合。
壓差是指在給定負(fù)載狀態(tài)下VIN和VOUT之間的最小電壓差。您是否經(jīng)歷過這樣的情況：需要一個(gè)參考電壓，該電壓必須能夠承受大范圍的輸入電壓，同時(shí)保持低電壓差分操作？例如，許多具有小電壓差的串聯(lián)參考電壓源不能支持超過12V的輸入電壓。在這一點(diǎn)上，并聯(lián)參考電源變得非常方便。
圖4
在圖4所示的電路應(yīng)用中，LM4040的并聯(lián)參考電壓為4.096V，這是模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的常見電壓，因?yàn)?mV對(duì)應(yīng)于12位ADC的最低有效位（LSB）。
圖4：使用一個(gè)并聯(lián)參考來控制一個(gè)帶有外部參考引腳的ADC。并聯(lián)參考需要一個(gè)外部電阻器來調(diào)節(jié)電源電流。參考電壓的負(fù)載電流可以從ADC數(shù)據(jù)表中確定。在本案例中，我們使用ADS8320。在圖4的電路中，ADC數(shù)據(jù)表中外部參考引腳的最大電流為80μA。如果外部電阻值為576Ω，輸入電壓范圍在4.19V至12.75V之間，則電壓參考值仍可保持在其工作范圍內(nèi)。其電壓差為94mV，但其整個(gè)功率范圍的輸入電壓高于12V。與具有相同參考電壓值（4.096V）的串聯(lián)參考相比，LM5040規(guī)格顯示的最大電壓差為200mV。由于該設(shè)備的最大負(fù)載電流非常小，僅為80μA。因此，也可以實(shí)現(xiàn)極低的電壓差。隨著負(fù)載電流的增加，電阻RS也相應(yīng)地增加，從而產(chǎn)生更高的最小輸入電壓VIN。
與并聯(lián)參考源相比，串聯(lián)參考源通常具有更好的初始精度和溫度漂移。因此，如果您需要精度高于0.1%和/或低于25ppm/°C的溫度漂移，您可能需要選擇串聯(lián)參考電壓源。然而，并聯(lián)參考電壓源提供了更大的設(shè)計(jì)靈活性，例如在VIN輸入范圍內(nèi)，通過堆疊多個(gè)器件可以獲得更高的參考電壓，并且可以產(chǎn)生負(fù)參考電壓或浮動(dòng)參考電壓，如圖5所示，
圖5
可以選擇REF5050產(chǎn)品系列來獲得具有高精度、穩(wěn)定性、低噪聲和低溫漂移特性的精密系列參考源。VIN和VOUT引腳外部連接。通過這種方式，該串聯(lián)參考電壓源基本上被轉(zhuǎn)換為電壓調(diào)節(jié)器二極管，但顯著降低了噪聲和反向斷路電阻的負(fù)面影響。
在實(shí)際應(yīng)用中，基準(zhǔn)電源被廣泛應(yīng)用于各種需要高精度、高穩(wěn)定性電源的領(lǐng)域，如電子測(cè)量、通信設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化等。通過使用基準(zhǔn)電源，這些設(shè)備可以獲得準(zhǔn)確、穩(wěn)定的電源供應(yīng)，從而提高設(shè)備的性能和可靠性。
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