利用數字電位計實(shí)現開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓調整

　　簡(jiǎn)介：很多系統應用都必須在較窄的限幅內調整開(kāi)關(guān)電源(SMPS)輸出電壓，以便移除電源路徑上的誤差和壓降、驗證系統限幅的運作，或者實(shí)現微處理器的簡(jiǎn)單動(dòng)態(tài)電壓控制。

　　很多系統應用都必須在較窄的限幅內調整開(kāi)關(guān)電源(SMPS)輸出電壓，以便移除電源路徑上的誤差和壓降、驗證系統限幅的運作，或者實(shí)現微處理器的簡(jiǎn)單動(dòng)態(tài)電壓控制。此外，系統設計人員可能需要調整電源電壓，從而優(yōu)化它們的電平，或者通過(guò)強制產(chǎn)生非正常電平來(lái)測試系統在極端條件下的性能。該功能通常在在線(xiàn)測試(ICT)期間執行，以滿(mǎn)足制造商想要保證產(chǎn)品在標稱(chēng)電源的±10%范圍內正常工作的期望。這種輸出電壓的變化步驟稱(chēng)為裕量，即有意識地在預期范圍內改變電源電壓。其他輸出變化應用，比如微處理器的動(dòng)態(tài)電壓控制，必須能即時(shí)改變電壓，即在低功耗模式下降低電壓而在高性能模式下增加電壓。

　　圖1. 開(kāi)關(guān)電源電壓控制環(huán)路的反饋網(wǎng)絡(luò )采用兩個(gè)電阻

　　將典型開(kāi)關(guān)電源輸出電壓(圖1)與內部基準電壓進(jìn)行比較，可看到差別集中在脈寬調制器(PWM)。PWM將斜坡與放大器輸出進(jìn)行比較，生成PWM信號來(lái)控制開(kāi)關(guān)，從而向負載供電。

　　圖2. 使用數字電位計調整DC-DC轉換器輸出電壓，組成可變反饋電阻

　　控制誤差放大器引腳電壓，便可調整輸出電壓。這可以通過(guò)使用DAC，或者使用數字電位計，以外部方式實(shí)現，如圖2所示。某些電壓調節器允許使用串行接口(比如PMBus、I2C或SPI)在內部控制反饋電壓。表1比較了三種方法的調整能力和功耗。

　　數字電位計(或稱(chēng)digiPOT)工作方式與傳統電位計相似，但用電子開(kāi)關(guān)和數字信號代替機械游標進(jìn)行操作，如圖3所示。digiPOT將一串小數值電阻與位于每?jì)蓚€(gè)電阻交叉點(diǎn)上的電子開(kāi)關(guān)串聯(lián)。digiPOT分辨率與電阻網(wǎng)絡(luò )中的位控制節點(diǎn)量有關(guān)?？刂乒濣c(diǎn)的數量越高，分辨率越高。

　　圖3. 顯示電子開(kāi)關(guān)的64位數字電位計。同一時(shí)間只能閉合一個(gè)電子開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)決定電阻比。

　　某些數字電位計采用非易失性存儲器，因此可在測試期間編程輸出電源。相比其他兩種方式，這項易于使用的特性具有極大的優(yōu)勢。