Blog de la compañía Reciclar las referencias de voltaje TI:Referencias y fuentes de corriente,Referencias de serie/shunt voltaje

Reciclar las referencias de voltaje TI:Referencias y fuentes de corriente,Referencias de serie/shunt voltaje

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I. Distinguir entre los conceptos básicos de las referencias actuales y las fuentes actuales

Dentro del sistema de fuentes de referencia, las referencias actuales y las fuentes actuales a menudo se confunden; sin embargo, existen diferencias fundamentales en sus funciones, posicionamiento y escenarios de aplicación.Representan dos tipos distintos de unidades básicas en circuitos analógicos, y TI Precision Devices define claramente sus parámetros y delimita sus límites de aplicación.

1.1 Referencia actual

Una corriente de referencia es un componente central que proporciona una corriente de referencia fija, de alta precisión y baja deriva; su atributo clave es “estabilidad” en lugar de “capacidad de accionamiento”.Su corriente de salida es un valor nominal fijo, prácticamente no se ve afectado por pequeñas fluctuaciones en el voltaje de entrada, la resistencia a la carga o la temperatura ambiente, y su función principal es proporcionar un estándar de referencia de corriente preciso para los circuitos.

Las referencias de corriente TI generalmente se diseñan basadas en una arquitectura de referencia de banda, con un coeficiente de temperatura extremadamente bajo (normalmente 10 ‰ 50 ppm/°C), alta precisión inicial,excelente estabilidad a largo plazo y consumo de energía en reposo extremadamente bajoSus características principales son las siguientes:

- Características de salida: emite una corriente de referencia constante; el valor de la corriente es fijo y no ajustable; el rango de ajuste de carga es estrecho,adecuado únicamente para cargas pequeñas y aplicaciones de muestreo de alta precisión;

- Función central: Proporciona un sesgo de corriente preciso para los ADC/DAC, amplificadores operativos, núcleos de referencia de voltaje y circuitos de muestreo,garantizar la estabilidad del punto de funcionamiento de quiescencia del circuito analógico;

- Ventajas eléctricas: baja deriva de temperatura, alta linealidad, fuerte inmunidad a las interferencias de la fuente de alimentación y ausencia de ondas de salida, lo que las hace adecuadas para cadenas de señales de precisión;

- Dispositivos típicos: REF200, la unidad de referencia de corriente incorporada en el LM4040, y la serie de referencia de banda de alta precisión.

1.2 Fuente actual

Una fuente de corriente es un circuito o dispositivo funcional con una cierta capacidad de accionamiento que puede emitir una corriente constante; su atributo principal es “conducción de corriente constante”,con la prioridad de garantizar una corriente de carga estableLos requisitos para la precisión máxima y la deriva de temperatura son inferiores a los de las referencias de corriente.fuentes de corriente integradas y fuentes de corriente programables construidas sobre una base de referencia.

Sus principales características son las siguientes:

- Características de salida: capaz de suministrar una corriente constante; algunas fuentes de corriente programables admiten el ajuste de corriente mediante resistencias externas; amplio rango de ajuste de carga;con una capacidad para conducir cargas de tipo de potencia;

- Funciones básicas: accionamiento de LED, sensores, termopares y circuitos de carga; suministro de energía de corriente constante, ensayo de carga y control del bucle;

- Características eléctricas: fuerte capacidad de conducción y amplio rango de corriente de salida; sin embargo, la deriva de temperatura y la precisión inicial son generalmente inferiores a las de las referencias de corriente dedicadas,y algunas fuentes de corriente de modo interruptor presentan una ligera ondulación;

- Aplicaciones típicas: fuentes de corriente programables basadas en el TL431 y el REF5050 y los circuitos integrados dedicados de conductor de corriente constante TI.

1.3 Resumen de las principales diferencias entre los dos

Las referencias de corriente dan prioridad a la precisión y la estabilidad; sirven como el "método de corriente" del circuito y no requieren capacidades de accionamiento de alta potencia.Las fuentes de corriente dan prioridad a la capacidad de transmisión de corriente constanteEl sistema de circuito eléctrico es un sistema de circuito eléctrico de alta precisión que se utiliza para la producción de energía eléctrica.Las fuentes de corriente de alta precisión deben construirse utilizando una arquitectura de voltaje de referencia más un amplificador operativo., con la corriente de referencia que forma el núcleo de la fuente de corriente de alta precisión.

II. Clasificación básica de las referencias de voltaje TI: serie vs paralelo

Un dispositivo de referencia de voltaje es un dispositivo de referencia que emite un voltaje fijo y preciso, proporcionando un voltaje estándar para la conversión de datos, muestreo de voltaje y calibración de la fuente de alimentación.Todas las referencias de voltaje TI se dividen en dos categoríasEn el caso de los diodos LDO y Zener, sus arquitecturas corresponden a las de los diodos LDO y Zener respectivamente; sus topologías de circuito,Las características eléctricas y las aplicaciones adecuadas son completamente diferentes, y estas diferencias forman la base fundamental para la selección del diseño de hardware.

2.1 Referencias de tensión de serie (referencia de serie)

Una referencia de voltaje en serie es un dispositivo de tres terminales (VIN, VOUT, GND) cuya arquitectura se asemeja mucho a la de un regulador lineal de baja caída (LDO).un transistor de ajuste controlable está conectado en serie entre el voltaje de entrada y la carga de salidaAl ajustar dinámicamente la resistencia equivalente interna, compensa las fluctuaciones en el voltaje de entrada y los cambios en la carga, manteniendo así un voltaje de salida constante.

2.1.1 Principio de funcionamiento

La serie de referencia funciona en serie con la carga. El VIN de voltaje de entrada es procesado por la unidad de regulación interna del dispositivo para estabilizar la salida a una tensión VREF fija.El propio dispositivo soporta la diferencia de voltaje entre la entrada y la salida, y la corriente de carga es suministrada íntegramente por la referencia de serie. No se requieren resistencias externas de división de voltaje o de limitación de corriente,y el voltaje de referencia es estable inmediatamente después de encendidoUn núcleo integrado de banda compensada por temperatura permite una regulación de voltaje de alta precisión en un amplio rango de temperatura.

2.1.2 Ventajas clave

- Configuración mínima: no se requieren resistencias externas; el dispositivo funciona únicamente con condensadores de filtro de entrada y salida, minimizando la pérdida de precisión causada por la deriva del dispositivo;

- Consumo de energía controlable: corriente de quiescencia extremadamente baja, junto con un consumo de energía mínimo en condiciones de no carga y carga ligera, lo que lo hace adecuado para baterías,aplicaciones de baja potencia;

- Precisión superior: alta precisión inicial, desviación de temperatura extremadamente baja, bajo ruido de salida y excelente estabilidad a largo plazo, lo que la convierte en la opción preferida para cadenas de señales de precisión;

- Gran adaptabilidad a la carga: puede proporcionar directamente un voltaje de referencia para ADC y DAC; ofrece una capacidad de carga moderada; y presenta fluctuaciones mínimas de voltaje bajo cargas dinámicas.

2.1.3 Limitaciones

- sujeto a un límite máximo de tensión de entrada; la sobre tensión de entrada puede dañar el dispositivo, por lo que no es adecuado para aplicaciones de alta tensión con fluctuaciones de tensión extremas;

- No puede proporcionar una salida de referencia negativa; la topología sólo admite voltajes de referencia positivos;

- El precio es superior al de las referencias paralelas estándar, por lo que son generalmente menos adecuadas para aplicaciones sensibles a los costes.

2.1.4 Dispositivos típicos y escenarios de aplicación

Las principales referencias de TI ′s conectadas a la serie: REF30E, REF50xx y REF53-Q1 series de grado automotriz.calibración de señales de sensores de alta precisión, y dispositivos portátiles de baja potencia.

2.2 Referencias de voltaje de derivación

Las referencias de voltaje de derivación son dispositivos ajustables de dos o tres terminales. Su principio de funcionamiento es consistente con el de un diodo Zener; el dispositivo se conecta en paralelo con la carga,y el núcleo regula el voltaje por corriente de derivación para mantener un voltaje constante en el nodo paraleloEsta es una arquitectura de referencia clásica de regulación de voltaje.

2.2.1 Principio de funcionamiento

Una resistencia de limitación de corriente debe conectarse en serie durante el funcionamiento.La tensión de entrada se reduce a través de la resistencia de limitación de corriente y luego se aplica en paralelo con el dispositivo de referencia y la cargaCuando el voltaje de entrada aumenta o la corriente de carga disminuye, la corriente de derivación a través del dispositivo aumenta, aumentando la caída de voltaje a través de la resistencia de limitación de corriente; a la inversa,la corriente de derivación disminuyeLa tensión de salida de una referencia de derivación de tres terminales se puede programar de manera flexible a través de resistencias de divisores de voltaje externos.

2.2.2 Ventajas clave

- Extremadamente alta flexibilidad: admite la programación de voltajes de amplio rango y puede emitir referencias positivas, negativas y de tierra flotante, por lo que es adecuado para topologías de circuitos especializados;

- Alta tolerancia a la tensión: amplio rango de tensión de entrada y alta resistencia a las fluctuaciones de tensión, por lo que es adecuado para escenarios industriales de alta tensión y de suministro de energía fluctuante;

- Bajo coste: bajo precio del dispositivo, extremadamente versátil, con ventajas significativas para la producción en masa;

- Funcionalidad versátil: puede servir como monitor de voltaje, limitador de corriente y fuente de corriente programable, ofreciendo múltiples funciones en un solo dispositivo.

2.2.3 Limitaciones

- Consumo de energía relativamente elevado: una corriente de funcionamiento mínima debe fluir continuamente; el alto consumo de energía en cero carga significa que se recomienda precaución para los dispositivos con batería de baja potencia;

- Precisión moderada: en comparación con las referencias de serie, presenta una mayor deriva de temperatura, una menor precisión inicial y una impedancia de salida ligeramente mayor;

- Circuitos periféricos complejos: deben estar emparejados con una resistencia de límite de corriente de alta precisión; la precisión de esta resistencia afecta directamente a la precisión general de referencia.

2.2.4 Dispositivos típicos y escenarios de aplicación

Las referencias paralelas principales de TI: TL431, TL432 y la serie mejorada de alta precisión TL431LI. Se utilizan principalmente para regulación de retroalimentación de la fuente de alimentación en modo de interruptor, monitoreo de voltaje industrial,las referencias del ADC de precisión estándar;, fuentes de corriente programables, controladores LED de corriente constante y sistemas de suministro de energía de bajo costo.

III. Principios básicos de selección y diseño

1. Escenarios de alta precisión y baja potencia (instrumentación, equipo médico, ADC de alta precisión): dar prioridad a las referencias de voltaje de la serie TI, combinadas con referencias de corriente de alta precisión para el sesgo,para garantizar la exactitud del muestreo del sistema;

2. Escenarios de regulación de voltaje de uso general de bajo coste y de gran voltaje (alimentadores de modo interruptor, monitoreo industrial, controladores de uso general): dar prioridad a referencias paralelas como el TL431,que permiten una configuración flexible de los circuitos de salida de voltaje y corriente;

3Aplicaciones de accionamiento de corriente constante: para aplicaciones de corriente constante de precisión de señal pequeña, utilice referencias de corriente dedicada; para accionamientos de corriente constante de alta potencia,utilizar fuentes de corriente programables construidas utilizando referencias paralelas;

4- Escenarios especiales de tensión (tensiones negativas, referencias de tierra flotante): solo se pueden utilizar referencias de tensión paralelas; no son adecuadas las referencias de serie.