本文主要介紹了 DC/DC 轉換器輸出電壓調整的方法，包括數字通信接口、數字輸入和模擬輸入三種方式，具體內容如下：
*附件：DCDC 轉換器輸出電壓調整的方法.pdf

1. 數字通信接口
   • 工作原理 ：使用如或 PMBus 等數字通信接口調整輸出電壓，能在給定范圍內以特定步長設置大量離散值，還可實現更多系統控制、交互和故障報告功能。
   • 應用案例 ：TPS62866 允許在 0.4V - 1.675V 范圍內以 5mV 增量設置輸出電壓，用于主處理器核心電壓調整以優化功耗和性能；TPS40428 雙相雙輸出降壓控制器采用 PMBus 實現多相應用中的電壓調整。
2. 數字輸入
   • 工作原理 ：通過單個數字輸入信號（如 GPIO 引腳）在兩個電壓之間調整輸出，常用于 USB Type - C 端口或某些 MCU 以適應功率傳輸需求或降低功耗。
   • 應用案例 ：TPSM82480 和 TPS62136 等設備的 VSEL 功能，可將 USB Type - C 端口電壓從 5V 提升到 9V 實現快速充電；TPS62866 的 VSET 引腳與 VID 引腳結合，可設置啟動電壓并在啟動后改變輸出電壓；TPS62745 的四個 VSELx 引腳可在運行時改變輸出電壓，但只能在預定義值范圍內調整。
3. 模擬電壓輸入
   • 工作原理 ：利用模擬信號（如電壓基準、DAC 輸出或濾波后的 PWM 信號）通過電阻輸入到 FB 引腳來控制輸出電壓，可實現任意輸出電壓，適用于模擬 LED 調光和模擬電路偏置。
   • 應用案例 ：使用 TPS62088 和 DAC53608，通過計算選擇合適電阻，可從 0.3V - 3V 的 DAC 輸出電壓產生 0.3V - 1.8V 的輸出電壓，且兩者測量數據與理想曲線匹配良好；TPS82130 電源模塊采用此技術可產生可變負輸出電壓用于光電路偏置；若無可用模擬電壓，可用 RC 濾波器對 PWM 信號濾波來創建模擬電壓調整輸出電壓。
     

改變輸出電壓有助于優化功率傳輸、降低功耗或正確偏置模擬電路，文中介紹的三種技術可根據具體需求調整輸出電壓，相關示例可應用于特定系統設計。

數字通信接口在調整 DC/DC 轉換器輸出電壓方面具有高度的靈活性和可控性，以下是文中提到的兩個應用案例：

1. TPS62866 在主處理器核心電壓調整中的應用

• 輸出電壓范圍及精度 ：TPS62866 允許輸出電壓在 0.4V 到 1.675V 之間，并且能夠以 5mV 為增量進行精確設置。這種精細的電壓調整能力使得主處理器的核心電壓可以根據不同的工作條件和任務需求進行精準優化，從而實現功耗和性能之間的平衡。
• 啟動電壓設置 ：通過 VSET 引腳與電阻 R1 的配合，在總線激活前在硬件層面設置啟動電壓。具體而言，不同的 R1 電阻值（來自 E96 系列）對應不同的默認輸出電壓，例如 249kΩ 電阻對應 1.15V 的啟動電壓，205kΩ 電阻對應 1.10V 等。這種方式不僅節省了一個反饋（FB）電阻，降低了成本和尺寸，還提高了輸出電壓的準確性，因為避免了兩個 FB 電阻可能帶來的誤差。同時，由于電阻值僅在啟動時測量，之后不消耗電流，從而提供了更低的泄漏電流。
• 功能拓展 ：TPS62866 集成了接口，其寄存器包含多種設置選項。除了能夠精確調整輸出電壓外，還可以進行設備啟用、設備復位、可編程壓擺率（在改變輸出電壓時）、輕負載效率或最低紋波模式選擇、過溫警告、電流限制指示以及電源良好指示等操作。這些功能使得系統能夠對電源進行全面而細致的管理，進一步提升了系統的穩定性和可靠性。例如，在處理器執行不同任務時，可根據任務對性能和功耗的要求，通過通信動態調整核心電壓，同時利用可編程壓擺率控制電壓變化的速率，避免因電壓突變對系統造成不良影響；過溫警告功能則可及時通知系統采取措施，防止因過熱損壞設備。

2. TPS40428 在多相應用中的 PMBus 應用

• 多相控制器功能 ：TPS40428 是一款雙相、雙輸出降壓控制器，適用于需要高功率密度和高效率的應用場景。它利用 PMBus 接口實現對電源的數字控制，這種基于物理層的通信協議允許系統通過預定義的命令集對電源進行編程、監控和故障管理，無需編寫復雜的代碼。
• 典型應用電路 ：在典型的多相應用中（如圖 2 所示），TPS40428 通過 PMBus 接口（PMBDATA、PMBCLK 和 SMBALERT 引腳）與系統進行通信。它能夠精確控制兩個輸出電壓（VOUT1 和 VOUT2），并根據系統需求調整相位、占空比等參數，以實現高效的功率轉換。例如，在服務器電源中，多個 TPS40428 控制器可以協同工作，通過 PMBus 進行集中管理，根據不同的負載情況動態調整各個相位的輸出，從而提高整個電源系統的效率，降低能耗。同時，PMBus 的故障報告功能可及時檢測并通知系統出現的問題，如過流、過壓等，以便系統采取相應的保護措施，確保系統的可靠性和穩定性。

審核編輯 黃宇