我的土豪金100V基准

leejianzhao · 发表于 2014-8-2 17:07:56

我也来show一下我的土豪金100V基准，超小个头（76*35*100mm），先上图

100V

10V（可以选焊成20V）

34401 10PLC下，几乎一字不动～

方案和lymex老大的基本一样：24VAC倍压整流出高压，恒流源给10个LT1021-10串联供电，主要差别在于恒流源的设计。

LT1021是个比较特别的电压基准芯片，可以工作在串联或者并联模式。所谓串联模式就和7805类似，Vin/Vout/GND三个脚；并联模式就和稳压二极管一样，只需要用Vout/GND两个脚。

买了15个LT1021BCN8-10，带B的温飘小但是初始偏差大。从15个筛选出10个温飘和电压大致互补的，把最好的作为第一和第二个，因为除了100V还引出一个10V或者20V的端子。

由于JFET比较不常见，因此恒流源采用TL431+三极管的方案：

恒流电流大概为2.5/1K=2.5mA。选择这个电流是因为LT1021工作在并联模式下，推荐的电流为1.7～10mA，考虑自身发热电流越小越好，选择了2.5mA。

三极管的选择很关键：

1、耐压：倍压整流之后，电压可能高达160V，常用的三极管Vceo只有几十伏，这里用的是MMBTA42，Vceo=300V

2、功率：如果100V输出短路，高压全部压降到这个三极管上，功率有160V*2.5mA=0.4W，A42的极限功率只有0.25W，因此用了两个并联。

LT1021对恒流的精度要求比较低，典型值为50ppm/mA，因此TL431、Rs、三极管beta的温飘就算有100ppm，50ppm*100ppm*2.5mA=0.0125ppm，对于六位半来说完全可以忽略不计。

最后，看看内部：

参考资料：

1、lymex 100V基准：https://bbs.38hot.net/forum.php?mod=viewthread&tid=10827

2、芯片资料

LT1021：http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/1021fc.pdf

MMBTA42：http://www.nxp.com/documents/data_sheet/MMBTA42.pdf

strive · 发表于 2014-8-2 17:52:34

沙发~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

qqwintian · 发表于 2014-8-2 18:06:09

真的是土豪金啊！不过为什么不用反馈的思路做呢

xuanmic · 发表于 2014-8-2 20:47:10

太紧凑了吧，变压器是个可观的热源！

海洋之雁 · 发表于 2014-8-2 21:00:19

你是修仪表的要这准干嘛

〆﹏熋訷悪鎩 · 发表于 2014-8-2 21:01:35

qqwintian 发表于 2014-8-2 18:06
真的是土豪金啊！不过为什么不用反馈的思路做呢

电压基准模块貌似不能反馈吧

laisla · 发表于 2014-8-2 21:58:54

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shj117 · 发表于 2014-8-2 22:42:49

我在TB上找过LT1021-10，有家在卖拆机的。我买过他的别的拆机IC，是真的。我要不是几年前买了拆机AD584LH，也做LT1021的。把变压器象有些胆机一样放到外边（壳顶），可能性能会更好！

JackFrost · 发表于 2014-8-2 22:48:40

1000000这么多0，一定要膜拜，哈哈，顶下楼主

红新 · 发表于 2014-8-2 22:51:08

这个真是土豪金啊！

xjmar · 发表于 2014-8-2 22:59:30

厉害呀！！！

wyl · 发表于 2014-8-2 23:00:53

这个价格不菲吧、

leejianzhao · 发表于 2014-8-2 23:32:49

本帖最后由 leejianzhao 于 2014-8-2 23:39 编辑

qqwintian 发表于 2014-8-2 18:06
真的是土豪金啊！不过为什么不用反馈的思路做呢

运放反馈的方案，有以下问题：
1、误差源比较多，基准、分压电阻和运放offset的温飘、老化都是误差源，总体下来指标难以做好，尤其是好的分压电阻价格不菲
2、100V输出电路上比较复杂，还要考虑过流保护、容性负载等问题就更头疼
3、噪声大。运放方案原理上是一个同相放大电路，噪声也会同样放大相同倍数；其次，高压电源一般用倍压整流出来，纹波比较大，高PSRR的输出级电路还是比较难做的

当然，运放做也是有优点的，就是输出阻抗非常低，在额定输出电流下，基本上不需要考虑负载效应。

10个LT1021串联也是有缺陷的，就是输出阻抗比较高，按照50ppm/mA计算，输出阻抗大概是0.5欧，10个串联就是50欧，如果输出100V接10M欧姆负载（一般万用表100V档都是这个阻抗），就会下偏0.5ppm，而且每多并一个表，都会多下偏0.5ppm，这样要注意！

相对的，10个LT1021串联的优点也是比较明显的：
1、误差基本由LT1021决定，我们可以选择带B的低温飘型号，也可以通过筛选来匹配温飘/电压
2、10个串联，统计上噪声、温飘都有补偿效果。
3、电流源驱动，天然的支持过流保护和容性负载
4、LT1021有低温飘的Trim端，可以很方便的调出喜闻乐见的“100.0000V”

没有完美的方案！

laisla · 发表于 2014-8-3 00:04:13

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peil20 · 发表于 2014-8-3 00:11:53

kttddxf · 发表于 2014-8-3 02:19:17

这么多蛋蛋,好看

xinjihua · 发表于 2014-8-3 08:33:51

这么多蛋蛋,好看

sjtx1971 · 发表于 2014-8-3 16:25:28

不知道成本多少，也想做个

jamesys · 发表于 2014-8-4 19:08:34

不错噢

topv · 发表于 2014-8-13 15:17:29

支持下学习了

leejianzhao · 发表于 2014-8-13 23:43:51

本帖最后由 leejianzhao 于 2014-8-13 23:54 编辑

又做了一个（其实是第三个，第二个送人了），今晚DIY了条串口线，连上34401采集数据，100PLC
一格是10uV，而34401的100V档的LSB是100uV，图片中曲线最多也就占8格，也就是说近半个小时的采样，没有超过1LSB！反映到面板读数上就是几乎一直看到99.9947，一动不动，死机一样～

捕获.PNG

再来一张10PLC的图，采集了5分钟
捕获2.PNG

3458A · 发表于 2014-8-14 17:19:40

非常好，元件容易找到

leejianzhao · 发表于 2014-8-14 18:54:56

采集18个小时的结果～

横轴是秒，从2014/8/14 0:06:01开始，148256个Sample，历时67244.3956594秒！

无标题.png

lflyy · 发表于 2014-8-14 20:40:41

顶下楼主

sany998 · 发表于 2014-8-14 20:41:20

楼主历害！！！

miller162 · 发表于 2014-8-19 16:44:39

基准在民间！厉害！

taolangjing · 发表于 2014-8-19 20:56:49

支持下学习了

frenzieddevil · 发表于 2014-9-21 08:44:59

楼主能不能给俺做个呢

leejianzhao · 发表于 2014-9-21 18:08:02

frenzieddevil 发表于 2014-9-21 08:44
楼主能不能给俺做个呢

我准备了10套的物料，有空都做出来，到时候大概会出5～6个，敬请期待

zwei13 · 发表于 2014-9-25 11:07:32

楼主每片 LT1021-10 vin 脚不用接吗

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