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如何在DC-DC轉換器中增加裕量調節(jié)功能

2009-01-31
作者:美信公司

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

??? 從圖1所示電路可以看出在現(xiàn)有設計中增加一個DS4404非常簡單。DS4404加在DC-DC轉換器的反饋結點(見虛線),,用于調節(jié)DC-DC轉換器的VOUT,。上電時,DS4404輸出電流為0A (表現(xiàn)為高阻態(tài)),,在通過I2C接口寫入數(shù)據(jù)之前,,DS4404處于透明狀態(tài)。

圖1. DS4404在DC-DC轉換器反饋電路中的連接


圖1. DS4404在DC-DC轉換器反饋電路中的連接



??? 實例中進行以下假設(與DS4404無關):

??? VIN = 3V至5.5V
??? VOUT = 1.8V (所要求的標稱輸出電壓)
??? VFB = 0.6V (不要與DS4404的VREF混淆)

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

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

??? VOUTMAX = 2.16V
??? VOUTNOM = 1.8V
??? VOUTMIN = 1.44V

??? 首先確定RTOP和RBOTTOM間的關系式,,當IDS4404 = 0A時,得到輸出電壓VOUT的標稱值VOUTNOM,。



??? 對上式求解得出RTOP

公式1



??? 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)點電流之和得出,。

公式2


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??? 通過求解式1得出RBOTTOM,替代后可將上式簡化為:



??? 或由調節(jié)裕量的百分比表示:

公式3



??? 對于本例中的±20%裕量,,上式中的margin = 0.2,。

??? 當然,在利用上述關系式計算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,。不幸的是,沒有可利用的等式來計算理想的滿量程電流,,不同應用將得到不同結果,。影響滿量程電流選擇的因素有:調整級數(shù)、步長以及RTOP,、RBOTTOM,。同樣,當用一個特定的寄存器設置相應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測試確定,,進而計算出RTOP,、RBOTTOM、RFS和步長,。一旦確定了滿量程電流,,可以對其進行調整或調整某些寄存器值,,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(1.25mA),,然后進行計算,。作為示范,我們將對范圍的端點進行計算,。

??? 對于:IFS = IDS4404 = 0.5mA,。

??? 利用式3得出RTOP



??? 利用DS4404數(shù)據(jù)資料中的公式及VREF值,可以計算出RFS,,具體請參考DS4404數(shù)據(jù)資料,。



??? 最后,完全確定DS4404的輸出電流,,為寄存器設置的函數(shù):



??? 注意:這里的寄存器設置不包括符號位,,符號位通常用來選擇吸電流或源出電流。當符號位 = 0時,,DS4404輸出為吸電流,,使VOUT增大到VOUTMAX;當符號位 = 1時,,DS4404輸出為源電流,使VOUT降低到VOUTMIN,。

??? 同樣,,當IFS = IDS4404 = 2.0mA時:



??? 比較RTOP和RBOTTOM兩種情況,可以看出:IFS = 0.5mA時阻抗更高,,更具優(yōu)勢,。

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