在現(xiàn)代電源管理電路中，輸出電壓調(diào)節(jié)通常依賴于外部電阻分壓網(wǎng)絡(luò)。通過合理選擇反饋電阻R1和R2的比值，可以靈活設(shè)定DC-DC轉(zhuǎn)換器或線性穩(wěn)壓器的輸出電壓。本文將從工程實踐角度出發(fā)，分析分壓器設(shè)計的關(guān)鍵參數(shù)、布局注意事項以及低功耗優(yōu)化策略。

一、分壓器原理與阻值選擇

大多數(shù)集成穩(wěn)壓器（如開關(guān)或LDO）通過內(nèi)部基準(zhǔn)電壓VREF來設(shè)定輸出電壓。典型的VREF值包括0.6V、0.8V和1.2V，代表該芯片所能支持的最低輸出電壓。輸出電壓VOUT與VREF之間的關(guān)系如下：

$V_{OUT}=V_{REF}\times (1+\frac{R1}{R2})$VOUT=VREF×(1+R2R1)

在已知VREF和所需VOUT的前提下，可自由選定R1或R2的值。但需注意，電阻的選擇必須兼顧功耗、噪聲耦合及控制回路穩(wěn)定性。

阻值過小：雖然提高了反饋節(jié)點的驅(qū)動能力，但會顯著增加靜態(tài)功耗。例如，若R1=R2=1kΩ，當(dāng)VOUT=2.4V時，流經(jīng)分壓器的電流為1.2mA，對應(yīng)功耗達2.88mW。

阻值過大：雖能降低功耗（如R1=R2=1MΩ時僅2.88μW），但會導(dǎo)致高阻抗反饋節(jié)點易受干擾，尤其是在開關(guān)電源中，噪聲耦合可能破壞環(huán)路穩(wěn)定性，造成輸出電壓波動。

因此，推薦R1+R2的總阻值控制在50kΩ至500kΩ之間，具體取決于系統(tǒng)對噪聲敏感度、輸出精度和功耗的要求。

二、PCB布局建議

良好的PCB布局對于確保反饋網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定至關(guān)重要：

反饋節(jié)點應(yīng)盡量短小：以減少寄生電容和電磁干擾的影響。

R1與R2靠近IC放置：特別是連接到FB引腳的部分，避免走線引入額外噪聲。

R1與負(fù)載之間的路徑允許較長：因其不構(gòu)成高阻抗節(jié)點，影響較小。

圖2展示了典型布局示例，其中分壓電阻緊鄰控制器放置，有效提升了系統(tǒng)的抗噪性能。

三、低功耗優(yōu)化方案

在能量收集、穿戴設(shè)備等超低功耗應(yīng)用場景中，持續(xù)流過分壓器的電流可能成為不可忽視的能耗來源。對此，ADI推出的ADP5301降壓穩(wěn)壓器提供了一種創(chuàng)新解決方案：

• 在啟動階段讀取VID引腳上的外部分壓比值后，自動將其存儲并關(guān)閉分壓器電流路徑；

• 這樣既實現(xiàn)了輸出電壓設(shè)置功能，又避免了分壓器中的連續(xù)功耗。

該方法特別適用于IoT節(jié)點、無線傳感器、健身手環(huán)等需要長期運行的便攜式設(shè)備。

四、ADP5301關(guān)鍵特性概述

ADP5301是一款專為低功耗應(yīng)用優(yōu)化的同步降壓穩(wěn)壓器，主要特點包括：

此外，該器件還集成了UVLO、OCP、TSD保護機制，并支持高達2MHz的開關(guān)頻率，具備出色的效率表現(xiàn)與系統(tǒng)可靠性。

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結(jié)語

合理設(shè)計反饋分壓器是實現(xiàn)精準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)與系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。工程師應(yīng)在阻值選擇、布局布線與功耗優(yōu)化方面綜合考量，特別是在低功耗應(yīng)用中，采用如ADP5301這類具備智能分壓采樣機制的電源IC，不僅能提升整體能效，還能延長電池壽命。掌握這些設(shè)計技巧，有助于構(gòu)建更高效、穩(wěn)定的電源管理系統(tǒng)。