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DC-DC开关稳压器输出电压的动态调整：一个小妙招儿，帮你实现！
一般来说，DC-DC开关稳压器都是固定电压输出。有没有办法使用数字控制信号，实现电源输出电压的动态调整？本文介绍如何使用ADI专用的数模转换器（DAC）LTC7106，实现电源输出电压的动态调整。
如何实现电源输出电压的动态调整？
- 电阻分压电路+电位器
对于DC-DC开关稳压器输出电压的动态调整，最常见的做法是设置电阻分压电路。如下图，我们用一个电位器（Potentiometer）来代替其中一个分压电阻RFB1，就能动态调整DC-DC开关稳压器的电压输出。
图1：使用电位器来调整DC-DC开关稳压器输出 （图片来源：ADI）
这个方法很有效，但是需要我们手动操作。如果需要使用数字控制信号来控制输出电压，一个好办法就是在上面的反馈节点VFB输入一个正或负电流。因此，我们需要一个专门为动态调整输出电压而开发的小型DAC。
- 电阻分压电路+DAC
我们以ADI的DAC LTC7106举例：如下图，LTC7106向电阻分压电路输出一个电流，使得DCDC开关稳压器反馈引脚VFB上的电压改变，从而使得DC-DC开关稳压器输出电压可以根据数字控制信号而改变。
图2：LTC7106 DAC接入DC-DC电源反馈路径（图片来源：ADI）
这种方法对DAC提出了一个要求。当DAC没有数字控制信号的时候，不能有电流输出，否则可能会使得DC-DC开关稳压器在启动的时候，有不必要的电压出现。
专门的DAC可以克服这一个现象，比如ADI的LTC7106就是专门为这种应用而设计。只要没有有效的数字控制信号，LTC7106输出引脚IDAC上就没有电流（即高阻抗），从而避免电路启动期间，出现不需要的电压。
LTC7106是一个7位DAC，可以实现最高1 LSB（最低有效位）、1μA的分辨率。我们可以根据DAC的特性来设计合适的电阻分压电路，来匹配DAC的精度。下面我们通过一个设计实例来说明。
基于LTC7106的设计实例
如下图，使用LTC7150S作为DC-DC开关稳压器，提供1.5V电压输出。假设我们现在需要电源在1.5V到1.0V之间对电源输出电压进行动态调整。
图3：LTC7106设计实例（图片来源：ADI）
根据LTC7106数据手册，VFB=0.6V，因此VOUT = 0.6V x [1 = (RFB1/RFB2)]
LTC7106输出电流IDAC幅度越大，LTC7106的精度就越好。LTC7106的IDAC输出范围在正常（normal）模式下，可以到-63μA到+63μA。
假设选择RFB1=10kΩ，RFB2=6.65kΩ ，根据公式:
我们可以推导出IDAC范围：IDAC =（1.5V–1.0V）/10kΩ = + 50μA。
假定IDAC最低有效位LSB=1μA，Vout的输出电压范围为1.5V到1.0V。
利用LTC7106开发板简化开发流程
我们也可以使用LTC7106开发板DC2620A-A来缩短开发流程。
图4：LTC7106开发板DC2620A-A
图5：DC2620A-A连接电脑（图片来源：ADI）
在电脑上可以显示LTpowerPlay图形用户界面。电脑上的控制信号通过PMBus或I2C控制LTC7106。
图6：LTpowerPlay图形用户界面（图片来源：ADI）
LTpowerPlay还提供诊断和调试功能，用于编程或调整系统中的电源管理方案，或在启动供电轨时诊断电源问题。
本文小结
使用LTC7106可以很容实现电源输出电压的动态调整，运行可靠。需要注意的是DAC输出精度是有误差的，如LTC7106在整个温度范围内，正输出±0.8%，负输出±1.5%。必须小心设计，从而确保控制回路稳定性和输出电压纹波在所需输出电压的合理范围内。
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关于此作者
Alan Yang 是DigiKey在上海的应用工程师，负责分享解决方案和业内技术，以协助客户进行项目设计。他拥有5年的仪器仪表行业电路设计方面的经验，擅长于小信号放大电路的设计开发。Alan毕业于上海理工大学。拥有两个学位，医学影像工程与工商管理。闲暇时，兴趣爱好广泛。喜欢旅行，话剧，阿卡贝拉。
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