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本帖最后由 Zedd 于 2019-5-17 09:42 编辑
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利用数字电位计实现开关电源的输出电压调整 2 1 |5 J# W" {2 \- r+ H
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1 n# @2 u* ` G& }( p7 W: ?
, W, w+ W: k& R" ~两串电阻互补。
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: Q$ }) e1 g# y" X3 c. o. X其中:. O8 I G/ L( ^. [1 E* c/ ]$ D( n5 L7 @
RAB = 端到端电阻或标称值
' Q, U( E0 P( M7 Q以RAW和RWB代替R1和R2可实现对数传递函数。数字码和输出电压之间的非线性关系降低了低端分辨率。图5显示了这个取自数字电位计的对数传递函数。
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图5. 以数字电位计代替反馈电阻后得到的对数传递函数 ![]()
6 i9 {2 }$ _3 Y) p; ~! j 图6. 在可变电阻模式下使用数字电位计 [size=14.4444px] 有多种方法可以克服此分辨率问题。比较常用的方法是在可变电阻模式下使用数字电位计(如图6所示);或者将电阻与电位计串联(如图7所示)。5 j( D. c) d. Z
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@2 e9 c. b2 _ d$ t9 c( { c4 [图7. 在电位计模式下线性化 最小化误差% m$ @" C5 l$ o7 q" O
由于电阻公差,将数字电位计与外部电阻一同使用可能导致失配问题。精密器件可能具有1%的电阻公差,但大部分数字电位计只能达到20%的电阻公差。
% S; E# D0 b7 r8 j这种情况下,可通过串并联电阻组合减少失配(如图8和图9所示);其缺点是动态范围也会缩小。
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( C- Y" t4 x+ l6 Z图8. 可变电阻和串联电阻![]()
% G% z4 S2 m% k' I' M) d1 f图9. 电位计模式 在可变电阻模式下,串联电阻必须足够高,才能忽略数字电位计的公差,即R2 ≥ 10 × RAB。在电位计模式下,并联电阻必须足够小,即R3 ≤ RAB/10。
7 w( q7 C4 Y* S1 D# Z: F' @使用串并联组合对电位计进行线性化可能十分复杂,如图10中的等效电路所示。
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图10. 最终Y-Δ变换 其中:) h% v1 F: j+ ?$ E9 V3 X
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8 S1 a6 S5 C+ i反馈输入引脚通常具有较高的阻抗,因此R6的影响可以忽略。' F4 |% @- a' H5 ?3 z8 z& n' x$ ^
开关调节器工作在较高频率下(通常高于1 MHz),因而允许使用小数值外部元件。在最差情况下,它必须为动态负载供电,因此反馈电阻网络必须提供足够的带宽,才能精确跟踪输出电压。 由于存在寄生内部开关电容,数字电位计可用作低通滤波器,如图11所示。如果反馈网络无法提供足够的带宽,则输出电压可能振荡。
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. j: h' p4 t |图11. 如果反馈电阻网络无法提供足够的带宽来精确跟踪输出电压,则杂散电容导致的寄生效应可能带来麻烦。克服这一限制的一种简单方法,是将一个电容并联放置在输出与反馈网络之间(如图12所示),以便降低高频阻抗,并最大程度地缩短振荡时间。2 u: _6 r! T5 A: [ W
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图12. 并联电容降低高频阻抗,最大程度地减少振荡
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