动态改变DC-DC反馈电阻，调整输出电压

凡亿PCB 2023-10-12 1280

描述

DC-DC指直流转直流电源，DC全称为Direct Current。

DC-DC一般由控制芯片、电感线圈、滤波电容等构成，下图是一个经典的DC-DC参考电路：

pcb

DC-DC控制芯片本身一般没有动态调整输出电压的功能。

手上有一块电路板，具有动态改变DC-DC控制芯片外部的反馈电阻，以调整输出电压的功能：

pcb

这块电路板用了PMU芯片。

PMU也就是Power Management Unit，即电源管理单元：

pcb

对应的原理图如下：

pcb

看起来比较凌乱，毕竟是PMU，管理着几路电源，稍显复杂。

本文只关注PMU中的DC-DC部分，为方便分析，删除其他无关的电路：

pcb

DC-DC原理图与实物电路板的对应关系：

pcb

针对PMU中DC-DC这部分电路，下面我们开始分析“动态调整输出电压”的电路原理。

一、当主控芯片输出的SLEEP_CTL为低电平时

此时三极管Q1不导通：

pcb

电路等效为：

pcb

由于该DC-DC的反馈电压Vfb固定为0.6V，而输出电压VDD12通过反馈电阻R15与R17分压后即为反馈电压Vfb，即有如下公式：

pcb

所以确定了反馈电阻R15与R17的值，也就确定了输出电压VDD12：

pcb

可以算出此时VDD12≈1V。

二、当主控芯片输出的SLEEP_CTL为高电平时

此时三极管Q1导通：

pcb

电路等效为：

pcb

这样电阻R18接入成为反馈电阻，与电阻R17并联，对应的公式变为：

pcb

输出电压VDD12变为：

pcb

实测VDD12输出为1.31V。

至此，通过动态改变DC-DC控制芯片外部的反馈电阻，以调整输出电压的原理分析完毕。

三、快速问答（Fast Question & Answer）

1、为什么要动态调整DC-DC的输出电压？

答：以文中的这块电路板为例，VDD12是主控芯片的内核供电电压，在正常工作时电压要求为1.31V，在休眠（sleep）时降低为1V，故需要动态调整。

2、电容C37的作用是？

pcb

答：电容C37为DC-DC的前馈电容，目的是调整芯片输出电压的响应速度，以后有机会再具体展开分析。

3、电容C38与C39的作用是？

pcb

答：进行电源滤波，它们是滤波电容。

4、三极管Q1可以直接替换为MOS管吗？

pcb

答：可以，而且MOS管型号经常选用2N7002。替换为MOS管可以进一步降低功耗，但是MOS管的价格比三极管高得多。

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