dc-dc指直流转直流电源,dc全称为direct current。
dc-dc一般由控制芯片、电感线圈、滤波电容等构成,下图是一个经典的dc-dc参考电路:
dc-dc控制芯片本身一般没有动态调整输出电压的功能。
手上有一块电路板,具有动态改变dc-dc控制芯片外部的反馈电阻,以调整输出电压的功能:
这块电路板用了pmu芯片。
pmu也就是power management unit,即电源管理单元:
对应的原理图如下:
看起来比较凌乱,毕竟是pmu,管理着几路电源,稍显复杂。
本文只关注pmu中的dc-dc部分,为方便分析,删除其他无关的电路:
dc-dc原理图与实物电路板的对应关系:
针对pmu中dc-dc这部分电路,下面我们开始分析“动态调整输出电压”的电路原理。
一、当主控芯片输出的sleep_ctl为低电平时
此时三极管q1不导通:
电路等效为:
由于该dc-dc的反馈电压vfb固定为0.6v,而输出电压vdd12通过反馈电阻r15与r17分压后即为反馈电压vfb,即有如下公式:
所以确定了反馈电阻r15与r17的值,也就确定了输出电压vdd12:
可以算出此时vdd12≈1v。
二、当主控芯片输出的sleep_ctl为高电平时
此时三极管q1导通:
电路等效为:
这样电阻r18接入成为反馈电阻,与电阻r17并联,对应的公式变为:
输出电压vdd12变为:
实测vdd12输出为1.31v。
至此,通过动态改变dc-dc控制芯片外部的反馈电阻,以调整输出电压的原理分析完毕。
三、快速问答(fast question & answer)
1、为什么要动态调整dc-dc的输出电压?
答:以文中的这块电路板为例,vdd12是主控芯片的内核供电电压,在正常工作时电压要求为1.31v,在休眠(sleep)时降低为1v,故需要动态调整。
2、电容c37的作用是?
答:电容c37为dc-dc的前馈电容,目的是调整芯片输出电压的响应速度,以后有机会再具体展开分析。
3、电容c38与c39的作用是?
答:进行电源滤波,它们是滤波电容。
4、三极管q1可以直接替换为mos管吗?
答:可以,而且mos管型号经常选用2n7002。替换为mos管可以进一步降低功耗,但是mos管的价格比三极管高得多。
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