DC2033A演示板：LT6110电缆/电线压降补偿方案

在电子设计中，电缆或电线的压降问题常常会影响系统的性能和稳定性。今天，我们就来深入探讨一下DC2033A演示板，它搭载了LT6110电缆/电线压降补偿集成电路，能有效解决这一问题。

文件下载：DC2033A.pdf

一、DC2033A演示板概述

DC2033A演示板以LT6110电缆/电线压降补偿IC为核心。LT6110是一款精密的高端电流传感器，它通过检测电阻监测负载电流，并将检测到的电压转换为吸收或源出电流。利用这个电流来控制调节器的输出电压，就能补偿电缆或电线的压降。而且，LT6110既可以使用内部检测电阻，也能搭配外部检测电阻。

DC2033A通过跳线配置，能让LT6110使用内部检测电阻、25mΩ的外部检测电阻，或者5.4mΩ的PCB走线检测电阻，默认配置是使用内部检测电阻。该电路板的设计文件可在http://www.linear.com/demo获取。

二、性能指标

1. 供电范围

供电范围（V +到V – ）为2V至50V。

2. 放大器输入失调电压

放大器输入失调电压VOS典型值为100µV，最大值为300µV。

3. 输出电流误差

不同输入电流下，输出电流误差有所不同。例如，当I +IN = 10µA时，误差典型值为0.6%，最大值为1.6%。

4. 监测电流误差

当I +IN = 100µA时，监测电流误差典型值为1.5%，最大值为3%。

5. 输出电压范围

输出电压范围为0.4V至V +。

6. 带宽和供电电流

输出信号带宽在I +IN = 100µA时为180kHz，供电电流典型值为16µA，最大值为30µA。

三、快速启动设置

1. 基本连接

快速启动设置如图3所示，使用电流表测量5Ω负载或有源负载的电流。为确认LT6110的工作情况，从VOUT1连接一个跳线到调节器，将5V电源连接到ROUT 100Ω上拉电阻，通过跨接在ROUT上的电压表监测IOUT电流。板上装配了402Ω的RIN1电阻，方便快速测试。

2. 输出电流计算

RIN1电阻和VSENSE电压决定了LT6110的输出电流IIOUT。以1A负载电流为例，当1A电流流经内部20mΩ的RSENSE电阻，且VOS为100µV时，IIOUT电流为50µA，电压表应读数为5mV（50µA • 100Ω），但会存在RSENSE、Vos、RIN1、RouT和IIOUT等误差。

四、电线补偿测试设置

1. 默认电路配置

DC2033A默认电路使用LT6110内部20mΩ的检测电阻RSENSE，RJ1、RJ2和RJ3安装0Ω跳线。RJ1和RJ2是标准0Ω跳线，连接LT6110放大器到内部RSENSE上，由于流经它们的电流很小，其电阻变化（20mΩ至100mΩ）影响不大。但在负载电流路径中不能使用标准0Ω跳线，因为其I • R压降会给电线压降补偿设计带来误差。RJ3是超低0Ω跳线，电阻小于1mΩ，70°C时额定电流为30A，可移除并重新安装为RJ6或RJ9，以配置DC2033A使用外部RSENSE。

2. 输出电流控制

RIN1电阻和VSENSE电压设置LT6110的输出电流IIOUT，用于控制调节器的输出电压。IIOUT电流连接到调节器的反馈电阻，提升调节器的输出电压VREG，VREG随负载电流直接增加，抵消电线到远程负载的I • R压降VDROP。

3. 反馈电阻和电容

DC2033A有0805尺寸的焊盘，用于安装开关调节器的反馈电阻（RFA、RFB和RG）。低静态电流开关调节器的反馈分压器电流为10µA或更小，需要三个反馈电阻与LT6110连接。此外，DC2033A还包括反馈环路补偿电容C4的焊盘。

五、快速设计指南

1. 变量定义

• LOAD：最大负载电流。
• IIOUT：LT6110输出电流，设计目标为100µA。
• Rsense：LT6110内部或外部电流检测电阻。
• RWIRE：铜线电阻（包括负载电流承载PCB走线和电线连接器的电阻，减去RSENSE电阻）。
• VFB：调节器的反馈参考电压。
• I0：无负载时流经电阻反馈分压器的静态电流。
• VREG：无负载时调节器的输出电压。

2. 设计方程

• (R{IN 1}=frac{V{SENSE }}{I{OUT }} V{SENSE }=I{LOAD} cdot R{SENSE })
• (R{F A}=frac{V{D R O P}}{I{I O U T}} V{D R O P}=I{L O A D} cdotleft(R{SENSE }+R_{WIRE }right))
• (R{F B}=frac{V{B E G}-V{F B}}{I{0}} R{G}=frac{V{F B}}{I_{0}})

3. 设计检查

(V{REG}=left(R{FA}+R{FB}+R{G}right) cdot I_{O})

需要注意的是，当DC2033A调节器输入电压高于36V时，要移除RJ10跳线，短接27V齐纳二极管D1。更多应用电路和信息可参考LT6110数据手册。

六、应用场景

1. 与调节器演示板配合

DC2033A可与调节器演示板连接，进行完整的电缆/电线压降补偿系统评估。通常调节器演示板有反馈电阻分压器设置输出电压VREG，需移除调节器板上的反馈电阻，将调节器的反馈引脚（FB或VREF）连接到DC2033A的VFB（E9），同时将调节器板的VOUT和GND分别连接到DC2033A的REGULATOR（E1）和GND（E3）。

2. PCB走线检测电阻

DC2033A的蛇形PCB走线可作为LT6110的外部检测电阻，适用于高负载电流（5A至20A）。移除RJ3超低0Ω跳线并安装为RJ9，移除标准0Ω跳线RJ1和RJ2，安装RJ7和RJ8。RJ9跳线在负载电流路径中必须是超低0Ω（1mΩ或更小）。

3. LT6110 DFN封装应用

DC2033A底层设计适用于LT6110 DFN IC。使用DC2033A评估带内部RSENSE的LT6110 DFN IC时，需移除顶层的U1（LT6110 SOT IC）和RJ3跳线，在底层安装U2（LT6110 DFN）、RJ11和RJ12。不过，使用LT6110 DFN和内部RSENSE时，由于PCB过孔会增加2%的RSENSE误差。此外，DC2033A也可配置为使用外部REXT或RPCB电流检测电阻。

七、零件清单

DC2033A的零件清单涵盖了电容、二极管、电阻、测试点、集成电路等多种元件，具体信息可参考文档中的表格。

八、重要注意事项

该演示板仅用于工程开发或评估，不用于商业用途。如果评估套件不符合手册中的规格，可在交付后30天内全额退款。用户需承担产品的正确和安全处理责任，注意静电放电防护，且产品可能不符合相关法规认证。

在实际设计中，大家可以根据具体需求灵活运用DC2033A演示板，解决电缆/电线压降问题，提升系统性能。你在设计中遇到过哪些类似的压降问题呢？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验。