使用DAC LTC7106實現電源輸出電壓的動態調整

一般來說，DC-DC開關穩壓器都是固定電壓輸出。有沒有辦法使用數字控制信號，實現電源輸出電壓的動態調整?本文介紹如何使用ADI專用的數模轉換器(DAC)LTC7106，實現電源輸出電壓的動態調整。

如何實現電源輸出電壓的動態調整?

電阻分壓電路+電位器

對于DC-DC開關穩壓器輸出電壓的動態調整，最常見的做法是設置電阻分壓電路。如下圖，我們用一個電位器(Potentiometer)來代替其中一個分壓電阻，就能動態調整DC-DC開關穩壓器的電壓輸出。

圖1：使用電位器來調整DC-DC開關穩壓器輸出 (圖片來源：ADI)

這個方法很有效，但是需要我們手動操作。如果需要使用數字控制信號來控制輸出電壓，一個好辦法就是在上面的反饋節點輸入一個正或負電流。因此，我們需要一個專門為動態調整輸出電壓而開發的小型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電流，使得DCDC開關穩壓器反饋引腳上的電壓改變，從而使得DC-DC開關穩壓器輸出電壓可以根據數字控制信號而改變。

圖2：LTC7106DAC接入DC-DC電源反饋路徑(圖片來源：ADI)

這種方法對DAC提出了一個要求。當DAC沒有數字控制信號的時候，不能有電流輸出，否則可能會使得DC-DC開關穩壓器在啟動的時候，有不必要的電壓出現。

專門的DAC可以克服這一個現象，比如ADI的LTC7106就是專門為這種應用而設計。只要沒有有效的數字控制信號，LTC7106輸出引腳IDAC上就沒有電流(即高阻抗)，從而避免電路啟動期間，出現不需要的電壓。

LTC7106是一個7位DAC，可以實現最高1 LSB(最低有效位)、1μA的分辨率。我們可以根據DAC的特性來設計合適的電阻分壓電路，來匹配DAC的精度。下面我們通過一個設計實例來說明。

基于LTC7106的設計實例

如下圖，使用LTC7150S作為DC-DC開關穩壓器，提供1.5V電壓輸出。假設我們現在需要電源在1.5V到1.0V之間對電源輸出電壓進行動態調整。

圖3：LTC7106設計實例(圖片來源：ADI)

根據LTC7106數據手冊，

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。

假設選擇=10k?，=6.65k? ，根據公式:

我們可以推導出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開發板簡化開發流程

我們也可以使用LTC7106開發板DC2620A-A來縮短開發流程。

圖4：LTC7106開發板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還提供診斷和調試功能，用于編程或調整系統中的電源管理方案，或在啟動供電軌時診斷電源問題。

本文小結

使用LTC7106可以很容實現電源輸出電壓的動態調整，運行可靠。需要注意的是DAC輸出精度是有誤差的，如LTC7106在整個溫度范圍內，正輸出±0.8%，負輸出±1.5%。必須小心設計，從而確?？刂苹芈贩€定性和輸出電壓紋波在所需輸出電壓的合理范圍內。

原文標題：DC-DC開關穩壓器輸出電壓的動態調整：一個小妙招兒，幫你實現!

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審核編輯：湯梓紅