有没有一种简单的办法来创建适合传感器偏置应用的高压电源？

图1显示了构建可调高压偏置电路的传统方法。DAC用于产生控制电压，运算放大器用于提供增益。图1中的电路提供~0 V至110 V的输出，控制电压范围为0 V至5 V。

由于高压传感器常常具有相当高的容性，因此一般使用电阻(R2)来将运算放大器输出与负载隔离，避免潜在的稳定性问题。

• 控制电压：0 V至5 V
  
• 输出电压可调范围：~0 V至110 V
  
• 输出电流 > 10 mA
  
• 初始精度：±0.1%（典型值）
  
• 无需外部精密电阻
  

• EVAL-AD5683R：AD5683R DAC评估板
  
• DC1979A：LTC6090 140 V轨到轨输出运算放大器评估板（经修改以用于测试）
  
• DC2551A-B：LT1997可配置精密放大器演示板（经修改以用于测试）
  
• DC2275A：LT8331升压器演示板，10 V ≤ V_IN ≤ 48 V，120 V_OUT，电流最高80 mA
  
• DC2354A：LTC7149降压器演示板，配置为负V_OUT；
  3.5 V ≤ V_IN ≤ 55 V；V_OUT = –3.3 V/–5 V/可调至-56 V，最高4 A
  

产生控制电压

利用AD5683R评估板设置电路的控制电压。该板通过USB端口连接到运行 ADI公司ACE（分析、控制、评估）软件的笔记本电脑。ACE提供了一个简单的GUI来配置AD5683R并设置DAC输出电压。输出电压提供高压偏置输出的设定值。

直流精度

交流响应

测试设置照片

LTC6090评估板安装在LT1997-2评估板的底部。测试设置只需要修改这些评估板。DAC和电源评估板以库存配置使用，为简单起见不予以显示。

图13.LT1997-2评估板和安装在底部的LTC6090评估板

误差分析

我们执行了误差分析。电路中的主要误差源及其典型值和最大值如表2所示。

经计算，110 V偏置输出时的最大误差为0.0382%或42 mV，其中包括器件变化和全温度范围（-40°C至 125°C）内的变化所产生的全部误差。经计算，110 V偏置输出时的典型误差为0.00839%，这与实测结果（0.008%或9 mV）相吻合。

关于电源的说明

测试期间使用的硬件由±5 V、24 V和120 V电源供电。以下是关于如何选择这些电源轨的一些附加说明：

• AD5683R DAC需要5 V电源。
  
• 为了实现DAC的5 V输出，电源电压可能必须略高于5 V。即使小负载也可能限制最大输出值。有关其他信息，请参阅 AD5683R数据手册 第15页上的图38。
  
• -5 V是为了让LTC6090和LT1997-2能在接近0V的控制电压输入下工作。
  
• LTC7149评估板能够提供最高4 A输出。
  
• 电路在-5 V时需要的电流小于25 mA，简单的电荷泵逆变器就足够了。作为例子，可以考虑ADP5600。
  
• LTC6090的输入共模范围以比V-高 3 V为限。
• 为方便起见，使用LTC7149演示板来产生-5 V轨。
  
• 120 V用于LTC6090的V 。
  
• 虽然LTC6090提供轨到轨输出，但在重负载下，V 需要额外的裕量。
  
• 24 V用作LT1997-2的正电源。
  
• 选择该电压是为了避免Over-The-Top^®操作。LT1997-2的某些特性在Over-The-Top区域中会劣化。有关其他信息，请参阅 LT1997-2数据手册 的第14页。