DCDC输出电压的几种外部调节方式

DCDC是电子产品中电源系统主要的构成组件。为了稳定精确的输出要求的电压,由外部反馈网络,内部误差放大器,以及内部的PWM控制构成闭环控制系统,因此通常可以1,通过改变输出电压与FB节点电压关系2,改变误差放大器的参考电压,最后再通过PWM 占空比的调节来达到系统的稳态。
本文通过引入外部器件来改变输出电压与FB节点电压的固定关系,从而达到根据实时系统需求,动态调整输出电压的目的。
主要可以由四种方法来实现
1.电压型DAC
2.电流型DAC
3. 数字电位计
4. 主控系统的PWM输出
电压型DAC
由基尔霍夫电流定律:
i1=i2+i3
i2=VREF/R2
i3=(VREF-VDAC)/R3
i1*R1=Vout-VREF
可推导出
Vout=VREF(1+R1/R2)+(VREF-VDAC)(R1/R3) 式1 由式可见,VDAC最大值对应于最小的VOUT
钢筋保护层塑料垫块VDAC最小值对应于最大的VOUT
DAC器件的主要参数为:
供电电压、电流、输出的电压摆幅、解析度、参考电压
器件的误差源主要有,满量程电压误差、微分误差,积分误差,温度系数
为了保证所需的电压范围,考虑到worse case,选取合适的值
V OUTMAX(LOW) = V REFMIN(1 + (R1MIN/R2MAX)) + (V REFMIN - V DACMIN(HIGH))(R1MIN/R3MAX)
V OUTMIN(HIGH) = V REFMAX(1 + (R1MAX/R2MIN)) + (V REFMAX - V DACMAX(LOW))(R1MAX/R3MIN)
电流型DAC
选型时需确认DCDC的VREF,在DAC的OUT的电压范围之内
太阳能电池背板当IDAC=0时,输出电压为Voutnorm
Voutnorm=VREF(1+R1/R2)
R1=R2(Voutnorm/VREF-1)
当Vout增大到Voutmax,同样由KCL:
i1=i2+Idac
i2=VREF/R2
双模具
i1=(Voutmax-VREF)/R1
发糕机
可推导出Idac=(Voutmax-Voutnorm)/R1 式2 或者由margin百分比表示
Idac=Vournorm*margin/R1 式3 然后根据DAC的DATASHEET,获得满量程时IDAC的电流,再根据上式可出R1,R2 同时依据DAC器件的VREF,解析度,获得步长,完成DAC寄存器的设置
数字电位计
V OUT = V REF × (1 + R1/(R2 + R3)) 式4
数字电位计的主要参数有供电电压、电流,端到端电阻,滑片电阻,解析度,DNL,INL 同样也要考虑worse case,以满足电压范围
V OUTMAX(LOW) = V REFMIN × (1 + R1MIN/(R2MAX + R3LOW(MAX)))
V OUTMAX(HIGH) = V REFMAX × (1 + R1MAX/(R2MIN + R3LOW(MIN)))
主控系统的PWM输出
主控板输出的PWM波形,通过R4C1滤掉高频部分,再通过隔离电阻连接到VFB节点PWM输出的主要参数有
升降柱cncame
IO口的VOH和VOL,
Duty cycle
PWM频率
PWM解析度
由于节点电压只是PWM信号经过简单RC滤波,得到的电压,所以使用输出也产生相应的纹波,因此这方案不太适用于需要精确输出的电源
将图中R3+R4代入式1中的R3, V PWM = D × V OH + (1 - D) × V OL 代入VDAC
可得到Vout
V OUT = V REF(1 + (R1/R2)) + (V REF - D × V OH + (1 - D) × V OL)(R1/(R3 + R4)) 式5
pid控制温度考虑worse case
V OUTMAX(LOW)= V REFMIN(1 + (R1MIN/R2MAX)) + (V REFMIN- D LOW(MAX)×V OH(MIN)+ (1 - D LOW(MAX)) ×V OL(MIN))(R1MIN/(R3 + R4)MAX)
V OUTMIN(HIGH)= V REFMAX(1 + (R1MAX/R2MIN)) + (V REFMAX- D HIGH(MIN)×V OH(MAX)+ (1 - D HIGH(MIN)) ×V OL(MAX))(R1MAX/(R3 + R4)MIN)

本文发布于:2024-09-21 16:29:47,感谢您对本站的认可!

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