简单电路让数字电源控制器与模拟控制兼容 控制器, 电源

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关键字：数字电源控制器   模拟控制   电源管理  



最近，超大规模集成(VLSI)技术的发展扩宽了数字控制应用范围，尤其是在电源电子元件方面的应用。数字控制IC具有多种优势，比如裸片尺寸更小、无源元件数量更少、成本更低。 另外，数字控制可利用电源管理总线(PMBus)来完成系统配置；高级控制算法能改善性能；可编程性则可实现应用优化。随着数字电源管理的进一步普及并代替大量模拟控制器，它必须保持现有功能的向后兼容性，从而使数字电源模块和模拟电源模块均可在同一个系统中工作。
模拟电源模块中一般使用输出电压调整，这样最终用户可以通过外部电阻更改电源模块的输出电压。它具有增强的灵活性，允许将某些经过选择的标准模块用到几乎所有应用中，而无论电压要求如何。图1显示AGF600-48S30 模拟电源模块中调整输出电压的典型配置。

输出电压可通过改变连接电源模块正输出端或接地端的电阻来进行调节通过连接外部电阻 RUP并使RDOWN浮空，可以向上调整输出电压（高于标称输出电压），或者通过连接外部电阻RDOWN并使RUP短路（电阻值为零）向下调整（低于标称输出电压）。



图1. 调整AGF600-48S30 DC-DC转换器的输出电压



在模拟解决方案中，RUP和RDOWN可改变误差放大器的基准电压。 误差放大器利用电阻分压器感测输出电压，分压器通过负反馈连接误差放大器的反相输入端。 误差放大器的输出电压控制驱动信号的占空比，进而设置输出电压。 因此，输出电压随基准电压的变化而改变，而RUP或RDOWN可以改变基准电压，进而向上或向下调整输出电压。
图5中的电路具有兼容模拟向上或者向下调压的功能两个电阻分压器产生两个基准电压，其中一个基准电压表示模拟控制器所需的输出基准电压，另一个表示内部基准电压。 利用一个电压跟随器来避免所需的输出基准电压与后续电路相互影响。 利用AD822 FET输入运算放大器，将所需的输出基准电压(V1)从模拟控制器的内部基准电压(V2)中去除，得到所需的电压差。此电路的线性放大增益确保了VTRIM足够大，从而能对 VVS+产生影响。



图5. 重新配置反馈网络，方便进行模拟输出调整



目标输出电压调整特性的定义参见AGF600-48S30数据手册。表1显示了一组应用于新配置反馈网络中的参数，采用此组参数，可以使其兼容模拟电源模块电压调整特性。





采用等式2和表1中的数值，便可计算输出电压调整特性。 图6显示结果曲线。 目标值和计算值之间的误差由重新配置的反馈网络产生。 该误差极小（标称输出电压为30 V时，该误差值不足0.1 V），这表示该电路的输出结果良好。








图6. 使用重新配置的反馈网络后，调整ADP1051输出电压的计算结果： (a)向下调整 (b)向上调整

通过计算可以验证这种重新配置反馈网络以调整输出电压的方法，并为其它使用数字基准电压的数字电源控制器——比如 ADM1041A, ADP1046A, ADP1050, 和 ADP1053等——向后兼容模拟控制器提供思路，增强了数字电源解决方案的灵活性。