配電系統(tǒng)中的一個常見問題是由于調節(jié)器和負載之間的電纜/電線電壓降導致失調。導線電阻，電纜長度或負載電流的任何增加都會增加配電線上的電壓降，從而增加負載上的實際電壓與調節(jié)器感知的電壓之間的差異。改善長電纜調節(jié)的一種方法是通過調節(jié)器和負載之間的4線開爾文連接直接測量負載電壓。不幸的是，這種解決方案需要將額外的導線布線到負載以及放置在負載附近的開爾文電阻器，當負載無法進行修改時是不切實際的。另一種方法是通過采用大直徑導線來降低電壓降，從而降低從調節(jié)器到負載的電阻。這很簡單，但機械上很復雜。增加電纜導體的尺寸會顯著增加空間需求和成本。

額外布線的替代方案是使用LT6110電纜/線路補償器補償穩(wěn)壓器的電壓降，而無需額外的布線/布線調節(jié)器和負載。本文介紹了LT6110如何通過補償大范圍的穩(wěn)壓器到負載電壓降來改善穩(wěn)壓。

LT6110電纜/電線補償器

圖1顯示了1線補償框圖。如果遠程負載電路不共用調節(jié)器的接地，則需要兩根電線，一根連接到負載和一根接地返回線。 LT6110高端放大器通過測量檢測電阻R SENSE 上的電壓V SENSE 來檢測負載電流，并輸出電流I IOUT 與負載電流成比例，I LOAD 。 I IOUT 可通過R IN 電阻編程，范圍為10μA至1mA。通過R FA 反饋電阻吸收I IOUT 來完成電纜/電線壓降，V DROP 補償，以增加穩(wěn)壓器的輸出量等于V DROP 。 LT6110電纜/線壓降補償設計很簡單：設置I IOUT ?R FA 乘積等于最大電纜/線壓降。

LT6110包含一個內部20mΩR SENSE ，適用于高達3A的負載電流; I LOAD 大于3A時需要外部R SENSE 。外部R SENSE 可以是檢測電阻，電感的直流電阻或PCB走線電阻。除I IOUT 吸收電流外，LT6110 I MON 引腳提供源電流I MON ，以補償電流參考線性穩(wěn)壓器例如LT3080。

補償降壓穩(wěn)壓器的電纜壓降

圖2顯示了完整的電纜/電線電壓降壓補償系統(tǒng)由3.3V，5A降壓穩(wěn)壓器和LT6110組成，LT6110可調節(jié)通過20英尺18 AWG銅線連接的遠程負載的電壓。降壓調節(jié)器的5A輸出需要使用外部R SENSE 。

最大5A I LOAD 通過140mΩ導線電阻和25mΩR SENSE 產生825mV壓降。為了調節(jié)負載電壓，V LOAD ，對于0A≤I LOAD ≤5A，I IOUT ?R FA 必須等于825mV。有兩種設計選項：選擇I IOUT 并計算R FA 電阻，或設計穩(wěn)壓器的反饋電阻以獲得極低電流并計算R IN 電阻設置I IOUT 。通常，I IOUT 設置為100μA（I IOUT 誤差從30μA到300μA為±1％）。在圖2電路中，反饋路徑電流為6μA（V FB /200k），R FA 電阻為10k，R IN 電阻必須計算設置I IOUT ?R FA = 825mV。

I IOUT = V SENSE /R IN ，I IOUT ?R FA = V DROP

對于R FA = 10k，R SENSE =25mΩ且R WIRE =140mΩ，R IN = 1.5k。

沒有電纜/線路壓降補償負載電壓的最大變化，ΔV LOAD ，為700mV（5?140mΩ），或3.3V輸出的誤差為21.2％。 LT6110在25°C時將ΔV LOAD 降低至僅50mV，或者誤差為1.5％。這是負載調節(jié)的一個數量級改進。

精確負載調節(jié)

使用LT6110進行負載調節(jié)的適度改善不需要精確的R WIRE 估算。負載調節(jié)誤差是兩個誤差的乘積：由于電線/電纜電阻引起的誤差和由于LT6110補償電路引起的誤差。例如，使用圖2電路，即使R SENSE 和R WIRE 計算誤差為25％，LT6110仍會降低V LOAD 誤差為6.25％。

為了精確調節(jié)負載，需要準確估算電源和負載之間的電阻。如果R WIRE ，R SENSE 以及電纜連接器和PCB走線與電線串聯的電阻得到精確估算，那么LT6110可以補償寬范圍的電壓

使用LT6110，精確的R WIRE 估計和精度R SENSE ，ΔV LOAD 補償誤差可以減少，以匹配調節(jié)器在任何長度的電線上的電壓誤差。

結論

LT6110電纜/線壓降補償器改善了遠程負載的電壓調節(jié)，其中大電流，長電纜和電阻會顯著影響調節(jié)。無需添加感應線，購買開爾文電阻，使用更多銅線或實施負載點調節(jié)器 - 其他解決方案的常見缺點，即可實現精確調節(jié)。相比之下，補償器解決方案需要的空間很小，同時最大限度地降低了設計復雜性和元件成本。