Thomas Brand

本文介紹一種完整的解決方案，其中可通過按鈕式數字電位計簡單高效地控制高達20 V的電壓。完整的解決方案代表可調電源，可用于需要可調電壓輸出的各種應用。圖1所示為具有可變輸出功率的相應開關穩壓器，該穩壓器采用數字電位計AD5116和集成推挽輸出級的ADCMP371比較器。通過添加開關而不是按鈕，電壓可以通過微控制器調節。

AD5116具有64個可能的游標位置，端到端電阻容差為±8%。此外，AD5116內置一個EEPROM，用于存儲游標位置，可通過按鈕手動設置。此功能在上電時需要固定標準位置的應用中非常有用。

電路由電壓V供電在，最高可達 20 V。電源電壓VDDAD5116和ADCMP371也可以由V產生在，例如，通過ADP121等穩壓器。

圖1.具有可變輸出的按鈕控制高壓開關穩壓器。

電路的工作原理

輸出電壓V外通過反饋網絡的開關頻率進行控制。它通過分壓器反饋到比較器，然后與數字電位計設置的基準電壓進行比較。如果電壓來自 V外高于基準電壓，比較器輸出切換到低電平，從而阻斷NMOS晶體管T1和PMOS晶體管T2，從而降低V外.如果電壓來自 V外低于基準電壓，比較器輸出切換到高電平，兩個晶體管切換到導電狀態（飽和），這增加了V外.通過這種基于比較的功能，晶體管以短脈沖的開關模式工作，從而保持較低的晶體管損耗。開關頻率受 V 處負載的影響外，除了電位器的輸出電壓。

隨著數模轉換器（DAC）輸出電壓的增加，T2關斷時間更長，比較器輸出也相應較高。比較器輸出以更高的頻率提供一系列更快的正輸出脈沖。當DAC輸出電壓降低時，情況正好相反。

過濾后的 V外通過公式1確定。

VW是電位計抽頭W處的DAC輸出電壓。

AD5116上抽頭A和抽頭B之間的電阻標稱值為5 kΩ，分為64級。在刻度的下端，典型的游標電阻RW下降到 45 Ω 到 70 Ω。輸出電壓在 VW關于GND是

由此 R工 務 局收益 率：

R工 務 局是較低刻度上抽頭 W 和 GND 之間的電阻值。

R血型是電位器的總電阻。

V一個是分壓器串上端的電壓;在這種情況下，它等于 VDD.

D 是 R 中二進制代碼的十進制等效項代數轉換器AD5116的寄存器。

R型代數轉換器AD5116的寄存器由按鈕PD和PU控制。默認位置，例如 V外= 0 V—上電時可通過ASE引腳存儲在電位計的EEPROM中。

濾波器輸出：減少紋波

為了平滑輸出電壓，V外，并減少T1和T2開關引起的紋波，使用額外的濾波電路（見圖2）。設計該濾波器時應考慮AD5116的最大和最小開關頻率以及工作電壓范圍。

對于圖2所示電路，開關頻率在約1.8 Hz至500 Hz范圍內。由于這個值相當低，因此通常需要相對較大的R、L和C值來確定濾波器截止頻率。但是，濾波器的串聯電阻和輸出負載形成分壓器，從而降低輸出電壓。因此，應選擇相對較低的 R。

圖2.用于平滑輸出電壓的濾波電路。

電路中實現了一個簡單的RLC低通濾波器。R 和 C 的尺寸分別為 50 Ω 和 330 μF，L 的尺寸為 100 nH。該電路也可以使用脈寬調制器（PWM）來驅動晶體管和上游誤差放大器。

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