分压器

分压器

       在我们深入研究分压器之前，非常有必要先了解电阻的串联和并联。一旦你了解了一个电阻的压降，那么就对分发器理解了一半了。在需要使用比电源的电压低的场景，就会需要分压器。用两个或多个电阻串联，电阻之间的节点的电压就小于输入的电压。电压由电阻的阻值决定。

什么是分压器？

 

 

 

              分压器就是电阻串联，如果要想知道Vout，知道电阻的阻值，就可以用公式计算。

l  分母是串联的电阻的总阻值。

l  分子是要测量的电压对应的电阻的阻值，要计算出被测电压的电阻占总电阻的百分比。

l  百分比再乘以输入电压Vin。

还有什么需要考虑的吗？

       实际情况更复杂，确实有。

最大的问题

       假设电源是5V，R1和R2都是10KΩ，那么输出电压是2.5V。

 

 

       现在，有个设备需要2.5V，理想的电流是2.5mA，也可等效成一个1KΩ的电阻。我们把它连接到分压器上，但是并没有正常工作，为什么呢？

 

 

 

       这是因为电路由于负载完全变了。不再是2个10KΩ串联，而是1个10KΩ串一个909Ω。那么分压也就变了。

       通过使用更小的电阻可以规避这个问题。用10Ω代替之前的10KΩ，负载还是1KΩ，电压就是2.487V，接近理想状态。但是，也会有另一个问题。

 

 

       总电阻等效为19.9欧姆，电流是0.2513安，功率是1.257瓦，但根据设计要求2.5V，2.5mA，是6.25毫瓦，也就是有大约1.25瓦浪费了，只有0.5%有效。所以分压器使用大电阻还是小电阻要找平衡点。效率和刚性。

分压器的其它问题

       依据应用，如果需要一个精确的电压，就需要精确的电压源，精确的电阻，可能成本比预期要高。

       此外，可以使用齐纳二极管得到更一致的电压。齐纳二极管是另一种获得低电压的相对便宜的方法。、

       实际中电位器用的也比较多，可以将微控制器连接到电位器上，周期性测量输出电压，手动控制。当然也存在刚需和效能的平衡。

使用分压器有什么好处吗？

       尽管有这些缺点，在一些应用中，分压器正是你所需要的。分压器简单，如果知道输入电压，很容易低成本的产生需要的输出电压。两个电阻可能不到1毛钱，电源可就贵多了。

       最常见的用途之一是为模数转换设置参考电压。如果你想采样，并想通过缩小采样范围提高精度，可以设置一个低于电源电压的参考电压。

 

总结

分压器的优点：

l  便宜

l  简单

分压器的缺点：

l  不太稳定

l  不太精确

l  不必要的功耗

l  还有很多其他选择

 

参考：https://www.circuitbread.com/tutorials/voltage-divider