如何为DC-DC转换器添加裕量调节功能

描述

本应用笔记介绍了如何将DS4404(4通道可调电流DAC(或DS4402,DS2的4404通道版本)连接至DC-DC转换器电路,以增加裕量调节能力。

图1中的电路说明了将DS4404集成到现有设计中的简单性。DS4404被添加到反馈节点(见虚线),使V的反馈节点外的 DC-DC 转换器可以调整。上电时,DS4404输出0A电流(表现为高阻抗),基本上使DS4404透明,直到通过I²C写入。

转换器


图1.将DS4404连接至DC-DC转换器反馈电路

假设我们的示例如下(独立于DS4404):

输入电压 = 3V 至 5.5V
VOUT = 1.8V (所需的标称输出电压)
VFB = 0.6V (不要与DS4404的VREF混淆)

VFB 的值可在 DC-DC 转换器的数据手册中找到。验证该电压是否在DS4404数据资料(VOUT:SINK和VOUT:SOURCE)中规定的OUTx电压范围内非常重要。最后,检查DC-DC转换器FB引脚的输入阻抗也很重要;这里的例子假设它是高阻抗的。

假设我们使用DS4404增加±20%的VOUT裕量。因此,我们有:

最大输出电压 = 2.16V
VOUTNOM = 1.8V
最小值 = 1.44V

首先确定 RTOP 和 RBOTTOM 之间的必要关系,当 IDS4404 = 0A 时,产生标称 VOUT,VOUTNOM。

转换器

求解RTOP,我们得到:

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所以对于我们的例子:

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使VOUT增加到VOUTMAX(IDS4404)所需的电流是通过对FB节点上的电流求和得出的。

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该方程可以通过求解R的公式1来简化底然后替换。

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或就保证金百分比而言:

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其中边距 = 0.2 对于本例的 ±20% 保证金。

但是,在我们可以使用此关系来计算 R 之前返回页首和 R底、满量程电流、I司 司长,必须选中。

根据DS4404的数据资料,满量程电流需要在0.5mA至2.0mA之间(指定为I出:水槽和我输出:源在DS4404数据资料中,取决于是灌电流还是拉电流),以确保精度和线性度规格。遗憾的是,没有一个公式可以计算理想的满量程电流。每个应用程序都会有所不同。影响满量程电流选择的一些项目是所需的步数、步长以及 RTOP 和 RBOTTOM 值。同样,有时您可能希望特定寄存器设置对应于特定的保证金百分比。无论哪种方式,为您的应用选择理想的满量程电流通常需要多次迭代,任意选择满量程电流(在范围内),然后计算 RTOP、RBOTTOM、RFS 和步长。然后,一旦确定了满量程电流,您可以选择调整它或一些电阻值,以便最终得到公共电阻值。

回到原始示例,要计算 RTOP,我们将使 IFS = IDS4404。这将为我们提供从VOUTNOM到VOUTMAX的31步和从VOUTNOM到VOUTMIN的31步,这对于我们的示例来说已经绰绰有余了。

或者,我们可以从任意选择 I 开始司 司长位于指定范围的中心(1.25mA),然后执行所有计算。相反,出于说明目的,我们将对范围的端点执行计算。

所以IFS = IDS4404 = 0.5mA.

使用方程 3 并求解RTOP:

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然后使用DS4404数据资料中给出的公式以及DS4404数据资料中的VREF(也可在DS4404数据资料中找到)计算RFS:

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最后,为了完整起见,我们可以确定DS4404输出电流作为寄存器设置的函数:

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注意:此处的寄存器设置不包括用于选择灌电流或源的符号位。当符号位 = 0 时,DS4404 吸收电流,从而使 VOUT 增加到 VOUTMAX。当符号位=1时,DS4404提供电流,从而降低VOUT至VOUTMIN。

同样,对于 IFS = IDS4404 = 2.0mA:

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比较两种情况的RTOP和RBOTTOM,可以看到IFS = 0.5mA更具吸引力,因为电阻更高。

审核编辑:郭婷

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