- 數(shù)字電位器在DC-DC變換器中的應(yīng)用
- 降壓型DC-DC變換器
- 升壓型DC-DC變換器
- DC-DC變換器采用電流模式PWM控制器
- 用控制MSO管的開關(guān)來調(diào)節(jié)等值電阻的位置
1 引言
數(shù)字電位器（DCP）是數(shù)控電阻大小的器件，數(shù)控的接口方式有直接按鍵方式、三線接口方式（選片線、方向線、脈沖線）、SPI接口方式和I2C接口方式。通常用于校準(zhǔn)系統(tǒng)精度和控制系統(tǒng)參數(shù)的大小。
2 脈寬調(diào)制模式
早上20世紀(jì)60年代，電源的開關(guān)調(diào)節(jié)首先應(yīng)用在軍用電源的設(shè)計中。它的優(yōu)勢在于重量輕和效率高，可以控制均衡電量的加載，就是控制均衡電壓的供給，通過高速動作的開關(guān)量的開和關(guān)來實(shí)現(xiàn)。如圖1所示，加載到電阻器上的平均電壓Vo(avg)=(ton/T)×Vi，這種控制方法就稱為脈寬調(diào)制模式。本文概述在二種類型DC-DC變換器中數(shù)字電位器的應(yīng)用，包括如何調(diào)節(jié)反饋電阻來獲得輸出電壓。
3 降壓型DC-DC變換器
圖2所示為降壓型DC-DC變換器的典型電路，當(dāng)控制器IC感應(yīng)到輸出電壓Vo太低時，啟動通道上的晶體管Q給電感器L充電，同時也對電容器C充電，當(dāng)輸出電壓V0上升到一個預(yù)定值時，控制器關(guān)閉通道上的晶體管Q，電感器L和電容器C上獲取的能量通過肖特基二極管構(gòu)成的回路自由釋放，從電感器L到電容器C進(jìn)行有效的能量傳輸會消耗一部分能量，因此加載在負(fù)載上的電壓有所下降。
以TI公司的TPS62000型電路為例，如圖3所示，它是低噪聲同步降壓型DC-DC變換器，內(nèi)部采用電流模式PWM控制器，工作頻率典型值為750kHz。在關(guān)閉模式下，電流損耗可降低到1μA，非常適合于1節(jié)鋰離子電池、2節(jié)到3節(jié)鎳鉻、鎳氫電池或堿性電池。2節(jié)電池供電時，輸出最大電流為200mA；3節(jié)電池供電時，輸出最大電流為600mA。
當(dāng)數(shù)字電位器調(diào)節(jié)到RH=82kΩ,RL=18kΩ時，輸出電壓；
Vo=0.45×(1+82kΩ/18kΩ)=2.5V；
當(dāng)數(shù)字電位器調(diào)節(jié)到RH=85kΩ,RL=15kΩ時，輸出電壓
Vo=0.45V×(1+85kΩ×15/kΩ)=3.0V。
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4 升壓型DC-DC變換器
圖4所示為升壓型DC-DC變換器的典型電路，通過控制器IC延長啟動晶體管的時間，以增加電感器的峰值電流來達(dá)到升壓目的。傳輸作用的計算公式為
Vo=VIN[T/(T-ton)]
式中，T為晶體管啟動和關(guān)閉的周期；t(on)是晶體管啟動的周期。
以Xicor公司的3線接口（CS、U/D、INC）、100抽頭X9C104S型電路為例，它的電位器阻值為100kΩ，每次調(diào)節(jié)的電阻值為1kΩ。3線接口可設(shè)計成單片機(jī)控制或按鍵直接控制（外擴(kuò)邏輯電路），在減小數(shù)字電位器RL的阻值時，輸出電壓V0會增加。由于該電路是DC-DC升壓型器件，因此輸出電壓V0最小為輸入電壓VI。
數(shù)字電位器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6所示，它用控制MSO管的開關(guān)來調(diào)節(jié)滑動端VW在VH和VL之間多個等值電阻的位置，抽頭數(shù)越多，等值電阻越多。調(diào)整的范圍越寬，對DC-DC變換器的輸出電壓調(diào)整幅度越小。
