产品开发中,经常有需要调节DC转换器输出电压的需求,例如一些DC可调电源,或者直流有刷电机的调速等场合。
上图中我们采用LM2596S-ADJ作为电源模块,用带DAC功能的单片机或专用DAC芯片调节BUCK转换器的电压输出。
我们都知道常见的DC-DC芯片都是通过芯片反馈脚连接的2个分压电阻来设定电源的输出电压的,如下图,参考LM2596S-ADJ的datasheet.
通过设定R1和R2的比值来调节输出电压,如下式:
LM2596S系列反馈脚内部的基准电压为1.23V,如下图
我们通过DAC输出将R3加入到R1和R2的分压网络里。二极管D1的管压降通常为0.5V,根据R1、R2、R3几个电阻电路就可以实现LM2596S输出电压的调节。由于二极管的存在,DAC输出需要输出大于1.73V(1.23V+0.5V)以上的电压才能起到调节效果。我们设反馈电压为Vf=1.23V,LM2596S的输出电压为Vo,二极管的管压降为Vd,DAC输出电压为Vs于是我们可以得到一个等式:
上式是根据 IR1+IR3=IR2而来的,即R1上的电流加上R3上的电流等于R2上电流。
在上述等式中Vf=1.23V是确定的,D1的管压降Vd=0.5V也是确定的,所以等式有2种情况:第一种是DAC的输出电压Vs小于等于1.73时,那么DAC的输出对电压输出没有影响;第二种是当DAC的输出电压Vs大于1.73时,可以通过DAC的输出调节LM2596S的输出,而且为线性关系。
根据原理图,因为有D1的存在,故R3上的电流肯定是从右往左流动的,即上述等式中的代表R3上电流的部分肯定不为负值,即最小为零,这也就是当DAC的输出电压小于等于1.73时,对等式的结果没有影响,即DAC的输出对电源电压输出没有影响的原因。
R3上的电流不为负值
当然,考虑成本我们也可以通过单片机的PWM输出,经过一个二阶网络滤波来输出一个直流电压。用来代替DAC输出。如下图:
审核编辑:汤梓红
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原文标题:DAC(单片机)调节BUCK电路输出电压
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