本文介绍了一个完整的解决方案,使用按钮数字电位器简单高效地控制高达20V的电压。该完整的解决方案为需要可调电压输出的各种应用提供了可调电源。图1显示了AD5116数字电位器和ADCMP371比较器,具有可变输出功率。微控制器可以通过添加开关而不是按钮来调节电压。
AD5116有64个可用的游标位置,端到端电阻容差为±8%。此外,AD5116还包含一个EEPROM来存储游标位置,可以通过按钮手动设置。该功能对于需要固定标准上电压的应用非常有用。
电路由电压VIN供电,最高可达20V。AD5116DMP371电压VDP,通过VIN生成,如AD121等稳压器。
图1.带可变输出、通过按钮控制的高压开关稳压器。
电路工作原理
输出将分压器反馈给比较器,然后将数字电位器设置的基准电压进行比较。如果从OU到TV基的电压高于输出切割电压如果从VOU到T基的电压低于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,以保持每个晶体管的低损耗。开关频率除电位器输出电压外,还受VOUT负载的影响。
随着数模转换器(DAC)输出电压的增加,T2关闭时间变长,比较器输出相应增加。比较器输出提供了一系列更高频、更快的正电源输出脉冲。如果DAC输出电压降低,则相反。
经过滤波的VOUT 通过公式1确定。
VW 为电位器抽头W处的DAC输出电压。
AD5116的A抽头和B抽头之间的电阻标称值为5 kΩ,划分为64级阶跃。在量程的较低端,典型游标电阻 RW 降至45 Ω到70 Ω之间。相对于GND的 VW 输出电压为:
其中 RWB 为:
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RWB是抽头W和较低端的GND之间的电阻值。
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RAB 为电位器的总电阻。
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VA为分压器串顶端的电压;在本例中,它等于 VDD。
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D为AD5116的RDAC寄存器中二进制代码的十进制等效值。
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AD5116的RDAC 寄存器通过按钮PD和PU进行控制。默认的上电位置(例如 VOUT = 0 V)可以通过ASE引脚存储在电位器的EEPROM中。
滤波器输出:减少纹波
需要额外的滤波器电路(见图2)才能获得稳定的输出电压VOUT,减少开关T1和T2引起的纹波。AD5116的最大和最小开关频率16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1.8Hz至500Hz。由于该值相当低,在确定滤波器的截止频率时,通常需要使用更大的R、L和C值。但滤波器的串联电阻和输出负载构成分压器,可降低输出电压。因此,在选择R值时,应选择相对较低的值。
图2.用于使输出电压平稳的滤波器电路。