如何在DC-DC轉(zhuǎn)換器中增加裕量調(diào)節(jié)功能

作者：時間：2012-10-21 來源：網(wǎng)絡(luò)

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　　本應(yīng)用筆記介紹了通過連接4通道可調(diào)節(jié)電流型DAC DS4404 (或DS4404的2通道版本DS4402)，在DC-DC轉(zhuǎn)換器中增加裕量調(diào)節(jié)的方案。

　　從圖1所示電路可以看出在現(xiàn)有設(shè)計(jì)中增加一個DS4404非常簡單。DS4404加在DC-DC轉(zhuǎn)換器的反饋結(jié)點(diǎn)(見虛線)，用于調(diào)節(jié)DC-DC轉(zhuǎn)換器的VOUT。上電時，DS4404輸出電流為0A (表現(xiàn)為高阻態(tài))，在通過I?C接口寫入數(shù)據(jù)之前，DS4404處于透明狀態(tài)。

　　　　圖1. DS4404在DC-DC轉(zhuǎn)換器反饋電路中的連接

　　實(shí)例中進(jìn)行以下假設(shè)(與DS4404無關(guān))：

　　VIN = 3V至5.5V

　　VOUT = 1.8V (所要求的標(biāo)稱輸出電壓)

　　VFB = 0.6V (不要與DS4404的VREF混淆)

　　VFB值可在DC-DC轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)資料中得到，確認(rèn)該電壓在DS4404數(shù)據(jù)資料規(guī)定的OUTx電壓范圍內(nèi)(VOUT:SINK和VOUT:SOURCE)。最后，還要核實(shí)DC-DC轉(zhuǎn)換器的FB引腳的輸入阻抗，這一點(diǎn)也很重要，本例假設(shè)引腳輸入為高阻。

　　假定利用DS4404為VOUT增加±20%的裕量調(diào)節(jié)，由此可得：

　　VOUTMAX = 2.16V

　　VOUTNOM = 1.8V

　　VOUTMIN = 1.44V

　　首先確定RTOP和RBOTTOM間的關(guān)系式，當(dāng)IDS4404 = 0A時，得到輸出電壓VOUT的標(biāo)稱值VOUTNOM。

　　對上式求解得出RTOP：

　　對于本例可得：

　　把VOUT增大到VOUTMAX所需要的電流IDS4404可通過FB節(jié)點(diǎn)電流之和得出。

　　通過求解式1得出RBOTTOM，替代后可將上式簡化為：

　　或由調(diào)節(jié)裕量的百分比表示：

　　對于本例中的±20%裕量，上式中的margin = 0.2。

　　當(dāng)然，在利用上述關(guān)系式計(jì)算RTOP和RBOTTOM之前，必須首先選擇滿量程電流IFS。

　　根據(jù)DS4404數(shù)據(jù)資料，滿量程電流介于0.5mA和2.0mA之間(DS4404數(shù)據(jù)資料中定義為IOUT:SINK和IOUT:SOURCE，具體取決于吸電流或源出電流)時可確保精度和線性指標(biāo)。不幸的是，沒有可利用的等式來計(jì)算理想的滿量程電流，不同應(yīng)用將得到不同結(jié)果。影響滿量程電流選擇的因素有：調(diào)整級數(shù)、步長以及RTOP、RBOTTOM。同樣，當(dāng)用一個特定的寄存器設(shè)置相應(yīng)的裕量百分比要求時，可能還有其它因素。任何情況下，選擇理想的滿量程電流都需要反復(fù)測試確定，進(jìn)而計(jì)算出RTOP、RBOTTOM、RFS和步長。一旦確定了滿量程電流，可以對其進(jìn)行調(diào)整或調(diào)整某些寄存器值，從而允許使用通用的電阻值。

　　回到最初的例子，計(jì)算RTOP使IFS = IDS4404，從VOUTNOM到VOUTMAX提供了31級步長，從VOUTNOM到VOUTMIN同樣給出了31級步長，足以滿足本例要求。

　　另外，我們也可以任意選擇一個IFS作為規(guī)定范圍的中心點(diǎn)(1.25mA)，然后進(jìn)行計(jì)算。作為示范，我們將對范圍的端點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。

　　對于：IFS = IDS4404 = 0.5mA。

　　利用式3得出RTOP：