使用单片机或专用DAC芯片调节BUCK转换器的电压输出

产品开发中,经常有需要调节dc转换器输出电压的需求,例如一些dc可调电源,或者直流有刷电机的调速等场合。
上图中我们采用lm2596s-adj作为电源模块,用带dac功能的单片机或专用dac芯片调节buck转换器的电压输出。
我们都知道常见的dc-dc芯片都是通过芯片反馈脚连接的2个分压电阻来设定电源的输出电压的,如下图,参考lm2596s-adj的datasheet.
通过设定r1和r2的比值来调节输出电压,如下式:
lm2596s系列反馈脚内部的基准电压为1.23v,如下图
我们通过dac输出将r3加入到r1和r2的分压网络里。二极管d1的管压降通常为0.5v,根据r1、r2、r3几个电阻电路就可以实现lm2596s输出电压的调节。由于二极管的存在,dac输出需要输出大于1.73v(1.23v+0.5v)以上的电压才能起到调节效果。我们设反馈电压为vf=1.23v,lm2596s的输出电压为vo,二极管的管压降为vd,dac输出电压为vs于是我们可以得到一个等式:
上式是根据 ir1+ir3=ir2而来的,即r1上的电流加上r3上的电流等于r2上电流。
在上述等式中vf=1.23v是确定的,d1的管压降vd=0.5v也是确定的,所以等式有2种情况:第一种是dac的输出电压vs小于等于1.73时,那么dac的输出对电压输出没有影响;第二种是当dac的输出电压vs大于1.73时,可以通过dac的输出调节lm2596s的输出,而且为线性关系。
根据原理图,因为有d1的存在,故r3上的电流肯定是从右往左流动的,即上述等式中的代表r3上电流的部分肯定不为负值,即最小为零,这也就是当dac的输出电压小于等于1.73时,对等式的结果没有影响,即dac的输出对电源电压输出没有影响的原因。
r3上的电流不为负值
当然,考虑成本我们也可以通过单片机的pwm输出,经过一个二阶网络滤波来输出一个直流电压。用来代替dac输出。如下图:


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