一般來說，DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器都是固定電壓輸出。有沒有辦法使用數(shù)字控制信號，實(shí)現(xiàn)電源輸出電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)整?本文介紹如何使用ADI專用的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)LTC7106，實(shí)現(xiàn)電源輸出電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)整。

如何實(shí)現(xiàn)電源輸出電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)整?

電阻分壓電路+電位器

對于DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器輸出電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)整，最常見的做法是設(shè)置電阻分壓電路。如下圖，我們用一個(gè)電位器(Potentiometer)來代替其中一個(gè)分壓電阻，就能動(dòng)態(tài)調(diào)整DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器的電壓輸出。

圖1：使用電位器來調(diào)整DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器輸出 (圖片來源：ADI)

這個(gè)方法很有效，但是需要我們手動(dòng)操作。如果需要使用數(shù)字控制信號來控制輸出電壓，一個(gè)好辦法就是在上面的反饋節(jié)點(diǎn)輸入一個(gè)正或負(fù)電流。因此，我們需要一個(gè)專門為動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出電壓而開發(fā)的小型DAC。

電阻分壓電路+DAC

我們以ADI的DAC LTC7106舉例：如下圖，LTC7106向電阻分壓電路輸出一個(gè)電流，使得DCDC開關(guān)穩(wěn)壓器反饋引腳上的電壓改變，從而使得DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器輸出電壓可以根據(jù)數(shù)字控制信號而改變。

圖2：LTC7106DAC接入DC-DC電源反饋路徑(圖片來源：ADI)

這種方法對DAC提出了一個(gè)要求。當(dāng)DAC沒有數(shù)字控制信號的時(shí)候，不能有電流輸出，否則可能會使得DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器在啟動(dòng)的時(shí)候，有不必要的電壓出現(xiàn)。

專門的DAC可以克服這一個(gè)現(xiàn)象，比如ADI的LTC7106就是專門為這種應(yīng)用而設(shè)計(jì)。只要沒有有效的數(shù)字控制信號，LTC7106輸出引腳IDAC上就沒有電流(即高阻抗)，從而避免電路啟動(dòng)期間，出現(xiàn)不需要的電壓。

LTC7106是一個(gè)7位DAC，可以實(shí)現(xiàn)最高1 LSB(最低有效位)、1μA的分辨率。我們可以根據(jù)DAC的特性來設(shè)計(jì)合適的電阻分壓電路，來匹配DAC的精度。下面我們通過一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例來說明。

基于LTC7106的設(shè)計(jì)實(shí)例

如下圖，使用LTC7150S作為DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器，提供1.5V電壓輸出。假設(shè)我們現(xiàn)在需要電源在1.5V到1.0V之間對電源輸出電壓進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

圖3：LTC7106設(shè)計(jì)實(shí)例(圖片來源：ADI)

根據(jù)LTC7106數(shù)據(jù)手冊，

LTC7106輸出電流IDAC幅度越大，LTC7106的精度就越好。LTC7106的IDAC輸出范圍在正常(normal)模式下，可以到-63μA到+63μA。

假設(shè)選擇=10k?，=6.65k? ，根據(jù)公式:

我們可以推導(dǎo)出IDAC范圍：IDAC =(1.5V–1.0V)/10k? = + 50μA。

假定IDAC最低有效位LSB=1μA，Vout的輸出電壓范圍為1.5V到1.0V。

利用LTC7106開發(fā)板簡化開發(fā)流程

我們也可以使用LTC7106開發(fā)板DC2620A-A來縮短開發(fā)流程。

圖4：LTC7106開發(fā)板DC2620A-A

DC2620A-A可以通過接口模塊DC1613A來連接電腦

圖5：DC2620A-A連接電腦(圖片來源：ADI)

在電腦上可以顯示LTpowerPlay圖形用戶界面。電腦上的控制信號通過PMBus或I2C控制LTC7106。

圖6：LTpowerPlay圖形用戶界面(圖片來源：ADI)

LTpowerPlay還提供診斷和調(diào)試功能，用于編程或調(diào)整系統(tǒng)中的電源管理方案，或在啟動(dòng)供電軌時(shí)診斷電源問題。

本文小結(jié)

使用LTC7106可以很容實(shí)現(xiàn)電源輸出電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)整，運(yùn)行可靠。需要注意的是DAC輸出精度是有誤差的，如LTC7106在整個(gè)溫度范圍內(nèi)，正輸出±0.8%，負(fù)輸出±1.5%。必須小心設(shè)計(jì)，從而確?？刂苹芈贩€(wěn)定性和輸出電壓紋波在所需輸出電壓的合理范圍內(nèi)。

原文標(biāo)題：DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器輸出電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)整：一個(gè)小妙招兒，幫你實(shí)現(xiàn)!

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審核編輯：湯梓紅