當使用降壓穩壓器或線性穩壓器等電源時，它們調節設定電壓以向負載提供電能。在某些應用中，例如，實驗室電源或各種組件連接到較長電纜的電子系統，由于互連線路上的各種壓降，調節電壓在需要的地方并不總是特別準確。控制精度取決于許多參數。一個是負載需要連續恒定電流時的直流精度。還有產生的電壓的交流精度。這取決于產生的電壓在負載瞬變下的行為。影響直流精度的因素包括所需的基準電壓源（可能為電阻分壓器）、誤差放大器的行為，以及電源的其他一些影響因素。影響交流精度的關鍵因素包括所選功率電平、備用電容器以及控制環路的架構和設計。

然而，除了所有這些對產生的電源電壓精度的影響之外，還必須考慮其他影響。如果電源在空間上與要供電的負載分開，則在調節電壓和需要電能的位置之間將存在壓降。該壓降取決于穩壓器和負載之間的電阻。這可以是帶有插頭觸點的電纜，也可以是電路板上的較長走線。

圖1顯示了電源和負載之間的電阻。電源產生的電壓可以略微增加，以補償該電阻兩端的電壓損耗。不幸的是，線路電阻兩端產生的壓降取決于負載電流，即流過線路的電流。與較低的電流相比，較高的電流會導致更高的壓降。因此，負載由相當不精確的調節電壓提供，該電壓取決于線路電阻和相應的電流。

圖1.穩壓器與相關負載之間的物理距離。

很早就找到了這個問題的解決方案。額外的連接可以平行于實際的連接線運行。開爾文檢測線測量電氣負載側的電壓。在圖 1 中，這些附加行以紅色顯示。然后將這些測量值集成到電源側的電源電壓控制中。這個概念效果很好，但缺點是需要額外的檢測引線。這種線通常可以具有非常小的直徑，因為它們不攜帶高電流。然而，在連接電纜中安裝測量線以獲得更高的電流會帶來額外的努力和高成本。

還可以補償電源和負載之間連接線上的壓降，而無需額外的一對檢測引線。這對于復雜電纜復雜且昂貴的應用特別重要，并且產生的EMC干擾很容易耦合到電壓測試引線中。第二種可能性包括使用專用的線路壓降補償IC，例如LT6110。它插入電壓發生側，并在進入連接線之前測量電流。根據該測得的電流，然后調整電源的輸出電壓，以便非常精確地調節負載側的電壓，而與負載電流無關。

圖2.LT6110 用于調節一個電源輸出電壓，以補償連接線的壓降。

對于 LT6110 等組件，電源電壓可根據相應的負載電流進行調整;但是，此調整需要有關線路電阻的信息。此信息在許多（但不是所有）應用程序中都可用。如果在器件的使用壽命期間可以更換更長或更短的連接線，則還必須調整由 LT6110 產生的電壓補償。

如果器件在工作期間線路電阻可能發生變化，則 LT4180 等組件可在負載側存在輸入電容器的情況下使用交流信號對連接線的電阻進行虛擬預測，從而能夠在負載端提供高度準確的電壓。

圖 3 示出了采用 LT4180 的一個應用，其中傳輸線電阻未知。線路輸入電壓調節到相應的線路電阻。對于 LT4180，無需開爾文檢測線路即可通過線路逐步改變電流并測量相應的電壓變化，從而實現上述工作。該測量的結果用于確定未知線路中的電壓損耗。此信息用于對DC-DC轉換器輸出電壓進行最佳調整。

圖3.使用 LT4180 對線路進行虛擬遠程測量。

只要負載側的節點具有低交流阻抗，這種測量就很有效。在許多應用中都是這種情況，因為長連接線后的負載需要一定量的能量存儲。由于阻抗低，DC-DC轉換器的輸出電流可以調制，并且使用連接線前一側的電壓測量來確定線路電阻。

不僅電壓轉換器本身與成功調節的電源電壓有關，而且負載的電源線也與相關。

結論

所需的直流精度可以通過額外的開爾文檢測線來提高。作為這些附加檢測引線的替代方案，還有集成電路來補償線路上的壓降，而無需開爾文檢測線。如果開爾文檢測線的成本太高，或者必須在沒有額外檢測引線的情況下使用現有線路，這將非常有用。使用這些尖端，可以輕松實現更高的電壓精度。

審核編輯：郭婷