如何利用数模转换器LTC7106, 实现电源输出电压的动态调整?

我可以使用电位器,来手动调节电源输出电压。详情请看下面帖子:
如何利用电位器,手动调节电源输出电压

如果我们需要使用数字控制信号来控制输出电压,一个好办法就是在下图的反馈节点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。

图1 使用电位器来调整DCDC开关稳压器输出

:black_medium_small_square:电阻分压电路+DAC

我们以ADI 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上的电压改变,从而使得DCDC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DCDC电源反馈路径

这种方法对DAC提出一个要求。当DAC没有数字控制信号的时候,不能有电流输出,否则会使得DCDC开关稳压器在启动的时候,可能会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 LTC7106 ,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。我们来举一个设计实例来说明。

:black_medium_small_square:LTC7106 设计实例

如下图,使用 LTC7150S 作为DCDC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之间电源输出电压的动态调整。


图 3 LTC7106设计实例

根据LTC7106 数据手册
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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。
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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的输出电压范围从1.5V到1.0V。

:black_medium_small_square:LTC7106 开发板

我们也可以使用LTC7106 开发板 DC2620A-A 来缩短开发流程。
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图 4 LTC7106 开发板DC2620A-A

DC2620A-A 可以通过接口模块 DC1613A 来连接电脑


图 5 DC2620A-A连接电脑

在电脑上显示LTpowerPlay图形用户界面。电脑上的控制信号通过PMBus或I2C控制LTC7106


图5 LTpowerPlay图形用户界面

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。

最后:

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: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。