通过外部电阻器快速启动计算器工具让分流电流保持在器件的工作电流范围

有时，选择一个电压参考拓扑而不是另一个类似于决定我们早上想要一杯咖啡还是白开水。当然，水可能会让人感觉清新和清洁，但咖啡中的咖啡因确实是必要的。

同样，串联基准通常提供低压差，但并联基准可以处理任何输入电压。与分流参考配套的外部电阻器结合了两者的优点。如果仔细选择，外部电阻器将允许我们拥有一个电压基准，该电压基准可以支持宽输入电压范围并以低压差运行。

为确保分流电流保持在器件的工作电流范围内，我们必须在公式 1 和 2 中定义的范围内选择一个外部电阻器：

TI 全新的外部电阻器快速启动计算器工具通过提供有关输入对输出的影响的即时数字和视觉反馈来简化电阻器的选择。请参见图 1。

图 1：用于分流参考的外部电阻器快速启动计算器界面

从电阻器 (R S ) 快速启动象限开始，输入输出参考电压 (V REF )、输入电源电压范围、负载电流范围和工作电流范围的值。在 Schematic Overlay 象限中，输入与 V REF相关的输入电压、负载电流和电阻值。该工具将立即说明计算值是否可行。如果这些值不起作用，它们将显示为红色，并且引导的错误消息将帮助我们相应地调整输入。

我们分析了外部电阻值对LM4040-N压差电压 (V DO ) 的影响。

LM4040系列并联电压基准是多功能、易于使用的基准，适用于各种应用。2引脚固定输出装置无需外部电容器即可工作，且在所有电容性负载下稳定。此外，该基准提供低动态阻抗、低噪声和低温度系数，以确保在大范围的工作电流和温度下稳定的输出电压。LM4040在晶圆分拣过程中使用保险丝和齐纳zap反向击穿电压微调，以提供四个范围为0的输出电压公差。A级为1%（最大值），D级为1%（最大值）。因此，在为其应用选择最佳性价比方面，为设计师提供了很大的灵活性。
LM4040采用节省空间的SC-70和SOT-23-3封装，要求最小电流为45μa（典型值），也是便携式应用的理想选择。M4040xl的特点是可在40℃至85℃的环境温度范围内工作。LM4040XQ的特点是可在40℃至125℃的环境温度范围内运行。

将 LM4040-N 4.1V 电压基准与ADS8320模数转换器 (ADC) 结合使用，其各自的数据表具有以下规格：

· LM4040-N输出电压（V OUT）：4.096V。

· LM4040-N 静态电流 (I Q )：60µA 至 15mA。

· ADS8320 从外部基准负载电流 (I LOAD ) 消耗 40µA。

LM4040/4041的应用非常简单。LM4040/4041无需任何外部滤波电容即可输出稳定的电压。需要说明的是：固定输出型LM4040/4041内有一个寄存器的肖特基二极管,因此,在使用时应将这些芯片的3脚悬空或接到1脚上。而对于可调输出型LM4041芯片,一般将3脚和电路的负端相连接。

连接在电源输入端和电压参考芯片之间的Rs是一个限流电阻,可用来调节电路的负载电流IL和参考电流IQ。

在调节Rs时,电路的负载电流和加在LM4040/4041上的电压都将发生变化。当电源电压较小而要求负载电流较大时,Rs应选择得小一些。当电源电压较大而负载电流要求较小时,Rs则应该选得大一些。Rs值大小原则上应使流达LM4040和LM4041上的电流分别小于15mA和12mA为准。具体选择可以用下式进行计算：

Rs=(Vs-VR)/(IL+IQ)

式中,Vs为电源电压,VR为LM4040/4041的雪崩击穿电压,IL为负载电流,IQ为参考工作电流。

可调输出型LM4041的输出电压Vo可1.24～10V之间进行调节。其值的大小除与LM4041的内部参考电压有关外,主要取决于LM4041外部的反馈分压电阻R1和R2。Vo与R1和R2的关系如下：

Vo=VREF[(R2/R1)+1]在无特殊情况时,式中的VREF一般取1.24V

改变 I Q以获得最小和最大输入电压 (V IN ) 值，我们可以使用最小输入电压 (V IN_MIN ) 来计算最小 V DO。表 1 说明了如何降低 R S值可以产生较低的 V DO，图 2 和图 3 反映了快速启动计算器工具中的这些情况。

表1 ：LM4040 并联基准的不同外部电阻器的电压和电流参数

图 2：RS = 576Ω 的仿真产生 V DO = 54mV

图 3： RS = 100Ω的仿真产生 V DO = 10mV

正如我所展示的，快速启动计算器工具在使用并联拓扑电压基准进行设计时非常有用。实时视觉反馈在原理图叠加中提供完整的计算，并防止我们选择不可行的电阻值。