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如何使用数字电位器生成可调电压输出?

助工
2020-09-15 17:44:02    评分

通过使用按钮式数字电位计。
本文介绍了一种完整的解决方案,其中可以通过按钮式数字简单有效地控制高达20 V的电压。完整的解决方案代表了可调电源,可用于需要可调电压输出的各种应用中。图1示出了与使用可变输出功率的相应AD5116  数字电位计和ADCMP371  具有集成推挽输出级比较器。通过添加开关而不是按钮,可以通过调节电压。
AD5116具有64个可能的抽头位置,其端到端容差为±8%。此外,AD5116内置一个EEPROM来存储抽头的位置,可通过按钮手动设置。此功能在需要上电的固定标准位置的应用中很有用。
由最高可达到20 V 的电压V IN供电。AD5116和ADCMP371 的电源电压V DD也可以由V IN产生,例如,通过诸如ADP121的稳压器。
图1.具有可变输出的按钮控制式高压开关调节器。电路工作原理输出电压V OUT通过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V OUT导出的电压高于参考电压,则比较器输出切换为低电平,从而使NMOS1和PMOS晶体管T2都受阻,从而降低V OUT。如果源自V OUT的电压 低于参考电压,则比较器输出切换为高电平,并且两个晶体管切换为导通状态(饱和),这会增加V OUT。通过这种基于比较的功能,晶体管以短脉冲在开关状态下工作,从而使各个晶体管的损耗保持较低。除的输出电压外,开关频率还受V OUT负载的影响。
随着(DAC)输出电压的升高,T2断开时间更长,因此比较器输出也较高。比较器输出以较高的频率提供一系列更快的正输出脉冲。当DAC输出电压降低时,情况相反。
滤波后的V OUT由公式1确定。
V W是电位计抽头W处的DAC输出电压。
AD5116的抽头A和抽头B之间的电阻标称值为5kΩ,分为64级。在刻度的下端,典型的抽头电阻R W降至45到70Ω。V W相对于GND 的输出电压为
因此,R WB  产生:
R WB是较低刻度上的抽头W和GND之间的值。
R AB是电位计的总电阻。
V A是分压器串上端的电压;在这种情况下,等于V DD。
D是AD5116 的R DAC寄存器中二进制代码的十进制等效值。
AD5116 的R DAC寄存器通过按钮PD和PU控制。上电时的默认位置(例如,V OUT = 0 V)可以通过ASE引脚存储在电位计的EEPROM中。
滤波器输出:降低纹波为了使输出电压V OUT平滑,并减少由T1和T2的切换引起的纹波,使用了一个额外的滤波电路(见图2)。该滤波器的设计应考虑AD5116的最大和最小开关频率以及工作电压范围。
对于图2所示的电路,开关频率在约1.8 Hz至500 Hz的范围内。由于该值非常低,因此通常需要较大的R,L和C值来确定滤波器的截止频率。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,应将R选择为较低。
图2.用于平滑输出电压的滤波器电路。在电路中实现了一个简单的RLC低通。R和C的尺寸分别为50Ω和330μF,L的尺寸为100 nH。该电路可以替代地由脉冲宽度调制器(PWM)构成,以驱动晶体管和上游误差放大器。





关键词: 如何     电位器     数字    

助工
2020-09-15 22:49:31    评分
2楼

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