摘要: 为了调整电源电压水平并根据需要调整电压裕度,该电路引入了运算放大器(MAX5481)和数字电位器(MAX4245)来控制电压调节器的反馈电压。
越来越严格的fpga和微控制器的供电电压规格强调需要调整输出水平并提供指定的电压裕度。这种调整可以在PCB组装期间使用机械微调电位器进行,或者您可以实现廉价的电路(图1),以便在组装时和随后根据需要在产品的使用寿命期间进行调整。
图1所示 通过引入如图所示的固态电位器(IC1)和缓冲放大器,可以通过串行数据链路对电源的输出电压进行数字控制。
非易失性固态电位器(IC1, MAX5481)有1024个分接位置,可以配置为可变分压器。它被选择为其高分辨率(1024步)和低比例温度系数(5ppm/°C),这确保分压器将在温度上提供良好的精度。
在典型的开关电源中,两个电阻器提供设置和维持输出电压水平所必需的电压反馈。您可以通过简单地用可变分压器IC替换那些电阻器来实现直接输出电压调整,但IC的初始雨刷设置必须在初始上电后至少编程一次。因此,为避免意外过电压,应避免使用这种方法。
另一种选择是通过用一个电位器IC代替一个反馈电阻来控制反馈,但这种方法会带来严重的不准确性。该集成电路是为精确的比率性能而设计的,但其端到端电阻温度约为比率值的7倍,并且其单位间的阻值变化可达±25%。
为了获得图1电路的精度和温度稳定性,首先选择一个带有外部参考连接的开关电源。(用参考电压对锅进行偏置,使调整电路能够跟踪温度和线路电压的变化。)一定要验证基准可以处理由电位器电阻表示的附加负载的名义50k欧姆。
为了为反馈电阻创建一个可调的下参考(V(ADJ)),电位器雨刷器用相对宽的带宽进行缓冲,轨对轨运放。使用以下公式计算电源的V(OUT):
V(out) = V(fb) + r2 / r1 × (V(fb) - V(adj))
设V(FB) = V(REF) = 1.25V(如图所示),R1 = 10.0k欧姆, V(OUT) = 5.0V。为了获得完整的调节范围,在雨刷处于中量程时计算R2, V(ADJ) = 0.625V。重新排列方程1,求解R2:
R2 = R1×(V(出)- V (FB)) / (V (FB) - V (ADJ)) = 60.0 k欧姆。(60.4k欧姆是1%的标准值。)
为了计算V(OUT)范围和调节分辨率,将雨刮器设置在其最小位置(V(ADJ) = 0V)。由式1可知,对应的最大V(OUT)为8.75V。然后将雨刮器置于最大位置,此时V(ADJ) = 1.25V。因此,V(OUT)的调节分辨率为(8.75V - 1.25V)/1024步= 7.32mV /步。(注意,R2值允许提高或降低电压调节范围。)
该电路允许在工作期间精确调整电源电压,同时避免了硅电位器的设计限制。集成电路电位器的低漂移和良好的调节分辨率使电路适用于fpga和单片机的低核心电压控制。
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