通過添加8位串行數模轉換器(DAC)和雙通道運算放大器,使任何電源控制器或轉換器的輸出可編程。
可調電壓電源用于為微處理器供電,以節省功率,同時保持性能。長期用于 計算機,這個想法現在在其他基于微處理器的產品中得到了更廣泛的應用。
一些專用電源控制器IC接受數字代碼并產生相應的輸出電壓。這是有效的,但通常超過特定應用程序所需的。
或者,您可以通過添加 8 位串行數模轉換器 (DAC) 和雙通道運算放大器,使任何電源控制器或轉換器的輸出可編程(圖 1)。
圖1.DAC和雙通道運算放大器(IC3和IC2)為該多輸出電源(IC1)的Vcore輸出增加了可編程功能。
一些電壓調整方法在電阻分壓器反饋路徑中包括一個數字電位器,但這種方法允許電壓僅與反饋電壓(Vfb)一樣低。另一方面,該電路的輸出范圍(0V至2Vfb)非常適合大多數處理器內核電壓。
多電壓電源IC1具有許多對手持設備有用的功能,但它不提供其Vcore輸出的DAC控制。引腳 22 (Vfb) 處的 Vcore 反饋電壓為 1.0V,基準電壓 (Vref) 為 1.25V。為了在實現數字控制時幫助減少輸出電壓誤差,應使用控制器 Vref,因為 Vfb 派生自 Vref。在這種情況下,Vref大于Vfb,因此包括電阻分壓器網絡R1 / R2以產生等于Vfb的電壓(Vref2)。對于 Vfb 和 Vref 相同的其他控制器,不需要該分頻器。
運算放大器IC2A為2位DAC(IC8)創建一個3V基準:2Vref2 = 2Vfb = 2V。運算放大器的低輸出阻抗使其與DAC非常兼容,DAC的SPI串行接口具有良好的INL、DNL和TUE規格。由于基準電壓為2V,因此DAC的輸出電壓可以表示為Vo = 2V(XXX/256),其中XXX是加載到DAC中的16位二進制代碼后半部分的十進制等效值。(256 個增量提供大約 8mV/步的分辨率。代碼的前半部分必須是 02十六進制,指示 DAC 加載 A 寄存器。
第二個運算放大器使DAC輸出電壓反相至Vref2中心。也就是說,DAC的1.398V變為來自運算放大器的0.602V。該電壓在R7中產生電流,因為R7的另一端保持在反饋電壓Vfb。該電流也流向R8,R0定義了輸出電壓。使用上述示例,運算放大器的602.1V產生(0.0V - 602.24V)/3.1kΩ = 4.1μA的電流,這意味著輸出(Vcore)為0.1V + 4.24μA (3.1kΩ) = 398.0V。如本例所示,Vcore輸出電壓(理想情況下)與DAC的輸出電壓相同。Vcore 可在 1V 至 992.3V 范圍內編程,典型精度為 1%;或更好(表0)。使用±1.<>%;電阻器提高了精度。
數字轉換器代碼(十六進制) | 所需電壓(伏特) | 測量電壓(伏特) |
02 00 | 0.000 | 0.007 |
02 0D | 0.102 | 0.109 |
02 20 | 0.250 | 0.255 |
02 33 | 0.398 | 0.405 |
02 40 | 0.500 | 0.514 |
02 4D | 0.602 | 0.614 |
02 60 | 0.750 | 0.762 |
02 73 | 0.898 | 0.907 |
02 80 | 1.000 | 1.009 |
02 8D | 1.102 | 1.109 |
02 A0 | 1.250 | 1.263 |
02 B3 | 1.398 | 1.380 |
02 C0 | 1.500 | 1.482 |
02 CD | 1.602 | 1.582 |
02 E0 | 1.750 | 1.737 |
02 F3 | 1.898 | 1.886 |
02 FF | 1.992 | 1.983 |
審核編輯:郭婷
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