数字控制可调 SMPS 的不同方法

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2022-01-23 09:29:42

我想制作一个电池供电、可调节的 SMPS,以便在我附近没有插座的情况下使用,所以我想了解更多关于这个主题的信息或建议。我基于此的 SMPS 芯片是LM2733

电源是 LiPo,电压输出 3V 到 25V,最多 500mA。

我认为我可以通过几种方式对 SMPS 芯片进行数字控制:一种是通过 SPI 或 I2C 由 MCU 控制的数字电位器。一个 1024 步的电位器会给我 20mV 的步进,这绰绰有余。我在数据表中看到的是,数字电阻器的电位器只能达到 5V。这会是这种设计的限制因素吗?从我所见,这种方式似乎是最简单和要求最低的方式。

另一种方法是使用 DAC,但我不确定它是否需要比 SMPS 的开关速度更快,因为在数据表中我总是看到输出电容器之前的分压器。问题是我不知道反馈引脚想看到什么。它是否想要电感器的整个斜坡上升和下降并将其与参考电压进行比较,还是只是找到每个周期的平均电压?

我知道它类似于{this question},但我正在寻找更多信息或讨论。

4个回答

反馈引脚需要一个直流误差电压,上面有一些常见的东西(纹波、噪声等)。模拟电压环路是带宽受限的,因此只有有用的信息用于确定转换器的占空比。

最简单的方法是使用一个 DAC 输出和一个串联电阻器将大量电流从/流入 FB 节点。注入电阻的大小将决定调整范围。FB参考电压是1.23V,所以只要DAC可以上下这个参考,就可以控制上下电压。

这是使底部电阻可调的数字等效值。

向反馈分压器添加几个底部电阻器并使用 NPN 阵列将其中一个(或一次几个)切换到地以切换输出电压怎么样?

编辑:您应该能够仅使用普通 GPIO 引脚来执行此操作,因为它们确实不应该看到超过 1.23V(反馈电压),因此它们可以用作集电极/漏极开路开关。

阅读数据表后,我将冒险猜测。当输出处于所需电平时,芯片预计 FB 引脚上的电压为 1.23V。通常这是由电阻分压器设置的,但我认为用 D/A 生成它不会有太大问题。但是,13.3K 电阻器似乎很重要,所以我将其保留在那里,但移除连接到输出电压的另一个电阻器,并基本上用您的微控制器/DAC 组合替换它。

认为您所要做的就是确保当输出电压达到您想要的位置时,DAC 的输出为 1.23V。为了使事情保持现实,您可能希望使 DAC 的输出模拟一个电阻分压器 - 只需将 SMPS 的输出电压除以一个幻数,当您获得所需的输出电压时,FB 引脚上的电压为 1.23V。

但是,您可以质疑必须以多快的速度更新 DAC。虽然 SMPS 的开关频率为 600KHz 或 1.6MHz,但这不​​是芯片中控制环路的带宽。我在数据表中没有看到太多关于它是什么的信息,但它确实提到了使用 CF 在 8KHz 的根轨迹中放置一个零。因此,我猜测我会说尝试以 10KHz 更换你的 DAC——如果可能的话,每 100us 更换一次。

我不确定你对 LM2733 的投入程度。您可能想寻找一种提供与主反馈路径分开的输出电压控制的芯片。例如,LT3495这将使您可以调整电压,而不必担心您对稳压器的稳定性所做的事情。