在高压电源应用领域,电压调节分辨率直接决定精密测试、『半导体』晶圆制造等场景的工艺精度。例如,高压电容漏电流检测中,需毫伏级电压调节以捕捉微小电流变化,而传统可调电源受基准电压漂移、数模转换(DAC)位数限制,分辨率常停留在几十毫伏级,难以满足高端应用需求。
提升分辨率需突破三大核心瓶颈:一是基准电压精度不足,二是反馈环路噪声干扰,三是数字控制信号量化误差。针对基准问题,可采用低温漂带隙基准源,通过温度补偿电路将温漂控制在 ±1ppm/℃以内,为电压调节提供稳定参考;对于反馈环路,优化分压电阻网络的阻抗匹配,选用高精度金属膜电阻并采用屏蔽布线,减少寄生参数引入的噪声,同时引入 Δ-Σ 型 DAC,将位数从 12 位提升至 16 位,配合过采样技术进一步降低量化误差。
在数字控制层面,开发卡尔曼滤波算法对采样电压进行实时处理,滤除高频干扰信号,确保采样数据准确性。某高压材料击穿测试平台应用该方案后,电压调节分辨率从 50mV 提升至 5mV,漏电流测量精度提高 30%,有效满足了超薄绝缘材料的击穿特性测试需求。此外,通过软件动态调整调节步长,在高电压区间采用较大步长提升效率,低电压区间自动切换小步长保障精度,实现效率与分辨率的平衡。