三个分立器件足以将 PWM 连接到开关稳压器

出处:维库电子市场网时间:2025-03-06
  许多开关稳压器芯片使用相同的基本双电阻网络进行输出电压编程。图 1 说明了典型 (buck 型) 稳压器中的此功能。参见 R1 和 R2,其中:

  输出电压 = Vsense(R1/R2 + 1) = 0.8v(11.5 + 1) = 10v图 1典型的稳压器输出电压编程,采用基本的双电阻网络。

  从数量上讲,Vsense 反馈节点电压因类型而异,R1 的推荐值也可能不同,但拓扑结构不会。大多数都忠实于图 1。如果您的应用需要通过 PWM 对 Vout 进行数字控制,这种事实上的均匀性非常有用。

  图 2 显示了它实现的简单三分量解决方案,其中:
  Vout = Vsense(R1/(R2 + R3/DF) + 1) = 0.8v 至 10v,因为 DF = 0 至 1在图 1 中添加 PWM 控制所需要做的就是将 R2 分成相等的两半,将滤波器帽 Cf 连接到对的中间,然后添加与其接地端串联的 PWM 开关 Q1。
  图 2 使用 PWM 进行稳压器编程的简单电路,其中 Vout 范围为 0.8 V 至 10 V,占空比 (DF) 从 0 到 1。
  1-lsb PWM 纹波衰减所需的 Cf 电容为2(注 2)Tpwm/R2,其中 N 是 PWM 位数,Tpwm 是 PWM 周期。由于 Cf 永远不会看到超过一伏特的电压,因此它的额定电压并不是什么大问题。

  这种简单拓扑的一个很酷的特点是,与许多其他数字电源控制方案不同,只有稳压器的内部电压基准对调节精度有影响。因此,精度不受外部电压源(例如逻辑轨)的影响。这是一件好事,因为例如,TPS54332 参考的温度系数仅为 15 ppm/oC.

  图 3 绘制了图 2 电路的 Vout 与 PWM DF 的关系图,其中 X 轴为 DF,Y 轴为 Vout,并且Vout = Vsense(R1/(R2 + R3/DF) + 1)
  Vout(min) = Vsense
  Vout(max) = Vsense(R1/(R2 + R3) + 1)R1/(R2 + R3) = Vout(max)/Vsense – 1

  图 3 图 Vout 与图 2 PWM DF 的关系图

  图 4 绘制了 DF 与 Vout 的反函数,其中,
  自由度 = R3/(R1/(Vout/Vsense – 1) – R2)DF 与 Vout 的非线性确实会产生一些软件复杂性(两次减法和三次除法)的成本来进行转换。但是由于它购买了大量的电路简化,因此它似乎是一个合理的(可能为零)成本。或者,如果必要的内存可用,查找表是另一种(简单的)可能性。
  图 4 DF 与 Vout;非线性需要一些软件复杂性来执行转换。

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