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教您一个小技巧:使用数字电位器生成可调电压输出

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点击蓝色字词,进入Analog Devices,然后“设置为星标”在右上角〜本文介绍了一个完整的解决方案,该解决方案使用按钮型数字电位计来简单有效地控制高达20 V的电压。

完整的解决方案提供了可调电源,可用于需要可调电压输出的各种应用中。

图1显示了相应的具有可变输出功率的开关调节器,它使用数字电位器AD5116和具有集成推挽输出级的ADCMP371比较器。

通过添加开关而不是按钮,微控制器可用于调节电压。

AD5116具有64个可用的光标位置,端到端电阻的容差为±8%。

此外,AD5116内置一个EEPROM来存储光标位置,可通过按钮手动设置。

该功能对于需要固定标准上电电压的应用非常有用。

电路由高达20 V的电压VIN供电。

AD5116和ADCMP371的电源电压VDD也可以由VIN产生,例如通过诸如ADP121的稳压器。

图1.通过按钮控制的具有可变输出的高压开关调节器。

该电路的工作原理是,输出电压VOUT由反馈网络的开关频率控制。

它通过分压器反馈到比较器,然后与数字电位计设置的参考电压进行比较。

如果从VOUT获得的电压高于参考电压,则比较器输出切换到低电平以阻断NMOS晶体管T1和PMOS晶体管T2,从而减小VOUT。

如果从VOUT取得的电压低于参考电压,则比较器输出切换到高电平,并且两个晶体管切换到导通状态(饱和),从而增加VOUT。

通过这种基于比较的功能,晶体管在开/关模式下以短脉冲工作,从而使每个晶体管的损耗保持较低。

除电位器的输出电压外,开关频率还受VOUT负载的影响。

随着数模转换器(DAC)的输出电压增加,T2的关断时间变长,比较器的输出也相应增加。

比较器输出提供了一系列更高频率和更快的正功率输出脉冲。

如果DAC输出电压下降,则情况相反。

滤波后的VOUT由公式1确定。

VW是电位计抽头W处的DAC输出电压。

AD5116的A抽头和B抽头之间的电阻的标称值为5kΩ,分为64级。

在该范围的较低端,典型的抽头电阻RW降至45到70Ω之间。

相对于GND的VW输出电压为:其中RWB为:RWB是抽头W和下端GND之间的电阻值。

RAB是电位计的总电阻。

VA是分压器串顶部的电压;在这个例子中,它等于VDD。

D是AD5116的RDAC寄存器中二进制代码的十进制等效项。

AD5116的RDAC寄存器由按钮PD和PU控制。

可以通过ASE引脚将默认的上电位置(例如VOUT = 0 V)存储在电位计的EEPROM中。

滤波器输出:减少纹波为了获得平稳的输出电压VOUT并减少由开关T1和T2引起的纹波,需要附加的滤波电路(见图2)。

设计该滤波器时,需要考虑AD5116的最大和最小开关频率及其工作电压范围。

对于图2所示的电路,开关频率范围约为1.8 Hz至500 Hz。

由于此值相当低,因此在确定滤波器的截止频率时通常需要使用较大的R,L和C值。

但是,滤波器的串联电阻和输出负载形成一个分压器,从而降低了输出电压。

因此,在选择R值时,应选择一个相对较低的值。

图2.用于平滑输出电压的滤波电路。

AD5116标称电阻容差误差:±8%(最大值)抽头电流:±6 mA可变电阻器模式下的温度系数:35 ppm /°C低功耗:2.5μA(最大值,2.7 V,125°C)宽带宽:4 MHz(可选5kΩ)上电EEPROM刷新时间:125°C典型数据保留时间:50年100万次写周期2.3 V至5.5 V电源内置自适应去抖器宽工作温度范围:-40°C至+ 125°C,2 mm×2 mm×0.55 mm,8引脚超薄LFCSP封装。

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