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十八般武藝齊上陣!可調(diào)DC-DC“變身”數(shù)控穩(wěn)壓電源

發(fā)布時間:2015-01-10 責(zé)任編輯:echolady

【導(dǎo)讀】DC-DC穩(wěn)壓電路一直以其高效率、大電流的優(yōu)勢獨占鰲頭,本文要介紹的是可調(diào)DC-DC??烧{(diào)DC-DC通過調(diào)節(jié)反饋分壓電阻來調(diào)節(jié)輸出電壓,要想將其變成數(shù)控穩(wěn)壓電源,光動口不動手是不行的,專家以身試法,將可調(diào)DC-DC改變成數(shù)控穩(wěn)壓電源,下面請看詳細(xì)步驟解析。

十八般武藝齊上陣!可調(diào)DC-DC“變身”數(shù)控穩(wěn)壓電源
圖1
 
DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓電路由于其高效率、大電流的優(yōu)點被廣泛使用??烧{(diào)DC-DC可以通過調(diào)節(jié)反饋分壓電阻來調(diào)節(jié)輸出電壓。圖1是常用DC-DC降壓穩(wěn)壓芯片LM2596-Adj的典型應(yīng)用電路,通過調(diào)節(jié)R1和R2就可以得到所需輸出電壓。

有時候我們需要動態(tài)調(diào)節(jié)輸出,最簡單的方法就是把電阻換成電位器,通過手動調(diào)節(jié)的方式,動態(tài)調(diào)節(jié)輸出電壓。

然而,在系統(tǒng)應(yīng)用中,電源電壓調(diào)節(jié)必須要實現(xiàn)數(shù)字控制,就是我們常說的數(shù)控開關(guān)穩(wěn)壓電源。很多新手都懂得使用單片機(jī)、DAC、DC-DC電路,當(dāng)要做一個數(shù)控開關(guān)穩(wěn)壓電路的時候,往往想到使用數(shù)字電位器??墒牵瑪?shù)字電位器往往成本高、分辨率有限、噪聲大、不常用等缺點,用到數(shù)控穩(wěn)壓電路里就不太理想。

如果我們能夠設(shè)計出一種可以用電壓調(diào)節(jié)輸出的開關(guān)穩(wěn)壓電路,然后用DAC來控制調(diào)節(jié)電壓,那么就很容易實現(xiàn)。問題是我們不可能自己重新設(shè)計一個DC-DC,如果能把現(xiàn)成的DC-DC集成芯片,通過修改外圍電路的方式,來實現(xiàn)用電壓來控制輸出,那么問題就得到解決。下面,我還是以LM2596-Adj為例,看看怎樣把LM2596-Adj改裝成可數(shù)控的開關(guān)穩(wěn)壓電源。

十八般武藝齊上陣!可調(diào)DC-DC“變身”數(shù)控穩(wěn)壓電源
圖2
 
圖2就是把LM2596-adj改裝成電壓控制的DC-DC電路。與圖1電路不同的是,這里的反饋回路串入了一個運放,該運放組成一個比較電路,把電阻R1、R2的分壓反饋信號與設(shè)定電壓Vset進(jìn)行比較,然后運放輸出的調(diào)整電壓通過一個二極管反饋到LM2596的FB腳。由于反饋信號加在運放的同相輸入端,到達(dá)FB引腳的反饋信號極性沒有改變,在整體來看還是負(fù)反饋,所以輸出電壓同樣可以穩(wěn)定。再根據(jù)運放的“虛短虛斷”,運放的輸入電壓V+ = V- ,也就是說輸出電壓:Vout = Vset(1+R2/R1)。

相對于圖1,輸出電壓公式中芯片內(nèi)部的Vref變成了外部可控的Vset,相當(dāng)于把芯片的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓“移”到了外部,通過DAC可以很方便地調(diào)節(jié)Vset。

電路中運放電源加入了-5V負(fù)電壓,目的是使運放可以輸出達(dá)到Vref(1.235V)+ VD1(0.7V)左右,使得輸出電壓可以穩(wěn)定,D1和R5是為了確保不讓運放輸出的負(fù)電壓反饋至FB引腳。如果把運放換成寬電壓的軌對軌運放,則負(fù)電壓和D1、R5可以去掉。

該電路本人親測可用,缺點是由于反饋通路多了一個運放,造成信號的一些延時,反饋信號的相位裕度變小,所以輸出電壓的紋波會有所增大,不過整體性能還是不錯的。不知道選用帶寬較高的運放會不會有所改善。

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