Динамическое изменение выходного напряжения с помощью ЦАП LTC7106 производства Analog Devices

14 февраля

ответственные примененияуниверсальное применениеAnalog Devicesстатьяинтегральные микросхемыDC-DCDACцифро-аналоговый преобразовательЦАП

Фредерик Досталь (Analog Devices)

Компактный цифро-аналоговый преобразователь LTC7106 с токовым выходом, выпускаемый компанией Analog Devices, позволяет быстро реализовать динамическую регулировку выходного напряжения.

Чаще всего для питания электронного оборудования используют источники энергии, выходное напряжение которых является фиксированным. Однако в определенных случаях требуется возможность регулирования напряжения питания. Например, микроконтроллер может работать с большей эффективностью, если напряжение питания его ядра будет изменяться в зависимости от режима работы устройства. Используя специализированные цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), возможно динамически изменять выходное напряжение источника питания.

Выходное напряжение преобразователя напряжения обычно задается при помощи резистивного делителя. Эта схема отлично подходит для установки фиксированного напряжения. Соответственно, регулирование выходного напряжения осуществляется путем изменения сопротивления одного из резисторов делителя. Для оперативной регулировки напряжения можно использовать переменный резистор. Один из вариантов такой простой схемы, используемой совместно с ИС импульсного понижающего стабилизатора, показан на рисунке 1.

Рис. 1. Импульсный стабилизатор с переменным резистором в делителе для регулировки выходного напряжения

Рис. 1. Регулировка выходного напряжения с помощью импульсного стабилизатора с переменным резистором в делителе

К сожалению, схема с переменным резистором, приведенная на рисунке 1, мало применима в реальной жизни, поскольку для управления напряжением зачастую используется цифровой сигнал. Один из вариантов решения данной задачи – подача небольшого положительного или отрицательного тока в узел схемы, к которому подключен вход FB. Для этого можно использовать небольшой ЦАП, разработанный специально для динамической регулировки выходных напряжений.

На рисунке 2 показана схема, в которой к цепи обратной связи импульсного преобразователя подключен ЦАП LTC7106 производства компании Analog Devices. В общем случае данное решение может использоваться с любым преобразователем напряжения, имеющим вход обратной связи.

ЦАП LTC7106 имеет токовый выход, сигнал с которого увеличивает или уменьшает ток, протекающий через резистивный делитель напряжения. В результате изменяется опорное напряжение, поступающее на вход FB импульсного стабилизатора, и, соответственно, выходное напряжение стабилизатора.

В отличие от многих других ЦАП с токовым выходом, LTC7106 сконструирован таким образом, что ток на выводе IDAC появляется только после получения корректной команды по цифровому интерфейсу. Благодаря этому отсутствуют нежелательные флуктуации выходного напряжения при подаче питания.

Рис. 2. Динамическая регулировка выходного напряжения импульсного стабилизатора посредством ЦАП LTC7106

Рис. 2. Динамическая регулировка выходного напряжения импульсного стабилизатора посредством ЦАП LTC7106

LTC7106 – это 7-битный ЦАП, который может формировать выходной сигнал с шагом квантования 0,25, 1 или 4 мкА, в зависимости от требований конкретного устройства. Наибольшая разрешающая способность обеспечивается при шаге 1 мкА, поэтому параметры резистивного делителя импульсного стабилизатора рекомендуется подбирать такими, чтобы LTC7106 можно было настроить на работу с шагом квантования 1 мкА.

Погрешность установки выходного тока ЦАП составляет ±0,8% для положительных и ±1,5% для отрицательных токов во всем диапазоне допустимых температур.

Рис. 3. Интерфейс программы LTpowerPlay для управления LTC7106 по интерфейсу PMBus или I2C

Рис. 3. Интерфейс программы LTpowerPlay для управления LTC7106 по интерфейсу PMBus или I2C

На рисунке 3 показан графический интерфейс среды разработки LTpowerPlay®, с помощью которой можно легко управлять LTC7106.

Разумеется, даже при использовании LTC7106 регулирование выходного напряжения возможно только в определенных пределах. Как импульсный, так и линейный стабилизаторы могут формировать только те напряжения, на которые они рассчитаны. В частности, выходное напряжение линейного стабилизатора или понижающего импульсного преобразователя всегда будет меньше входного. Кроме того, настоятельно рекомендуется провести лабораторные испытания схемы и убедиться, что во всем диапазоне требуемых выходных напряжений обеспечивается стабильность контура управления, а пульсации выходного напряжения не выходят за разумные пределы.

Миниатюрный ЦАП с токовым выходом, такой как LTC7106, позволяет очень легко реализовать динамическую регулировку выходного напряжения. Такие ЦАП были разработаны специально для того, чтобы обеспечить надежную работу схемы, используя минимум дополнительных компонентов.

Оригинал статьи

Перевел Андрей Евстифеев по заказу АО КОМПЭЛ

•••

Наши информационные каналы

О компании Analog Devices

  Компания Analog Devices (AD, ADI) основана в 1965 году в Кембридже, штат Массачусетс, США двумя инженерами – выпускниками Массачусетского Технологического института (MIT) Рэем Стейтой (Ray Stata – первый президент и CEO) и Мэттью Лорбером (Matthew Lorber) с целью разработки и производства интегральных операционных усилителей (ОУ) – новых в тот момент на бурно развивающемся рынке полупроводниковой электроники изделий. Уже через три года продажи компании достигли 5,7 млн. USD. К 1970 AD о ...читать далее

Товары
Наименование
LTC7106IDDB#TRMPBF (AD)
LTC7106EDDB#TRMPBF (AD)
LTC7106IDDB#TRPBF (AD)
LTC7106EDDB#TRPBF (AD)
LTC7106EDDB-1#TRMPBF (AD)