数字电位器芯片选型（数字电位器参数）

现代工业系统中的交流和直流电机通常通过可编程逻辑控制器(PLC) 进行控制，其中工业机械电位器控制电机速度。随着时间的推移，这些电位器上的滑动器可能会磨损。本文讨论使用少量固态表面贴装器件的简单电路。它使用数字电位器来实现相同的性能，消除了雨刮器触点磨损的问题，从长远来看可以节省成本。

现代工业系统中的直流和交流电机通常由位于控制室、远离过程的可编程逻辑控制器(PLC) 控制。如果操作员必须在观察过程的同时手动设置电机速度，则选择的组件通常是带有雨刮器的工业级电位器，可产生0V 至10V 信号，反馈到控制室的电机控制器。此类电位器价格昂贵且容易磨损。当磨损时，它们会打开控制回路，使电机加速并失控旋转。

只需几个组件即可实现适合工业应用的可靠、低成本、全表面贴装固态数字电位器（图1）。其结果是直接替代易磨损的机械电位器，并在电气外壳内占据相同的空间。它从电机控制器之前提供给机械电位计的+10V 电源获取电力。固态电位器提供类似的0V 至10V 输出，并向控制器提供高达15mA 的电流。

图1. 该固态工业电位器模拟等效的机械电位器并安装在同一空间中。

该电路的关键是低功耗数字电位器IC，即100k 版本(U3)。该IC 配置为分压器，在其最小和最大设置（32V 和0V）之间提供5 个离散电压阶跃的输出。低功耗线性稳压器(U1) 为U5 和U2 提供+3V 电源轨，U3 内部提供梯形电阻（最大额定值为+5V）。

PB1和PB2组成二键工业开关。 PB1 产生的每次从高到低的转换都会使数字电位器的“游标”递增一级（按下PB1，同时切换PB2 会使游标递减一级）。 U2 是一个开关去抖器，除了去抖之外，还在其输出和开关动作之间提供40ms 的固定延迟。

为了提供电机控制器所需的0V 至+10V 输出，单电源轨至轨运算放大器(U4) 将U3 输出放大两倍。运算放大器的输入共模范围（超出任一电源轨250mV）使其能够像机械电位计一样产生0V 至+10V 输出。 1% 电阻器R1 和R2 将运算放大器增益设置为2V/V。

该电路的低静态电流范围为86V 输出时的0A 至+186V 时的10A。要降低该静态电流，请选择3k 版本的U200。由于运算放大器在任何容性负载下都很稳定，因此它可以轻松地将长屏蔽多芯电缆驱动回控制室。全表面贴装固态结构的另一个优点对于2 类外壳非常重要：其功耗较低，在电气外壳内产生的热量较少。

审稿编辑：郭婷