一般來(lái)說(shuō)，DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器都是固定電壓輸出。有沒(méi)有辦法使用數(shù)字控制信號(hào)，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(duì)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(jiàn)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(lái)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(lái)調(diào)整DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器輸出 （圖片來(lái)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(hào)來(lái)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(hào)而改變。
圖2：LTC7106 DAC接入DC-DC電源反饋路徑（圖片來(lái)源：ADI）
這種方法對(duì)DAC提出了一個(gè)要求。當(dāng)DAC沒(méi)有數(shù)字控制信號(hào)的時(shí)候，不能有電流輸出，否則可能會(huì)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(méi)有有效的數(shù)字控制信號(hào)，LTC7106輸出引腳IDAC上就沒(méi)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(lái)設(shè)計(jì)合適的電阻分壓電路，來(lái)匹配DAC的精度。下面我們通過(guò)一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例來(lái)說(shuō)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(duì)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(lái)源：ADI）
根據(jù)LTC7106數(shù)據(jù)手冊(cè)，
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=10kΩ，=6.65kΩ ，根據(jù)公式:
我們可以推導(dǎo)出IDAC范圍：IDAC =（1.5V–1.0V）/10kΩ = + 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(jiǎn)化開發(fā)流程
我們也可以使用LTC7106開發(fā)板DC2620A-A來(lái)縮短開發(fā)流程。
圖4：LTC7106開發(fā)板DC2620A-A
DC2620A-A可以通過(guò)接口模塊DC1613A來(lái)連接電腦
圖5：DC2620A-A連接電腦（圖片來(lái)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(hào)通過(guò)PMBus或I2C控制LTC7106。
圖6：LTpowerPlay圖形用戶界面（圖片來(lái)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(wèn)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)，從而確保控制回路穩(wěn)定性和輸出電壓紋波在所需輸出電壓的合理范圍內(nèi)。 |
