使用MAX34451进行PWM裕量调节
脉宽调制（pwm）裕量调节是一种调节电源输出电压的简单技术。本应用笔记讨论了pwm对电源输出电压噪声的影响、pwm的使能和禁用以及pwm低通滤波器的影响。本文使用max34451系统管理器和max15041评估（ev）板。
介绍
max34451系统管理器使用数字脉宽调制（pwm）输出来调节电源。pwm 裕量调节在闭环中执行，器件每次调整 pwm 占空比时都会测量由此产生的电源输出电压。max34451的pwm输出工作在312.5khz，分辨率为8位。
本应用笔记概述了max34451连接至max15041评估（ev）板时的pwm裕量调节性能，如图1所示。进行了几项关键测试;报告结果。
组件选择和更改
max15041评估板上的r5电阻从45.3kω变为19.6kω，max15041输出电压从默认的3.3v变为1.8v。
当使用max34451对pwm输出电源进行裕量调节时，pwm纹波滤波器（图1中的r72）之后的串联电阻必须正确调整尺寸，以允许适当的裕量范围。如何选择合适的电阻值详见max34451数据资料以及下面的公式1。
脉宽调制 “r” = （vfb- 0.3）/（ifb×保证金范围× 120%）
其中 vfb是反馈节点电压和ifb是当前反馈节点。
在本应用笔记中，公式1的计算公式为：
pwm “r” 值 = （0.606 - 0.3）/（60.8μa × 5% × 120%） = 84kω
其中 vfb为0.606v （即max15041的反馈电压），ifb= 1.8v/（10kω + 19.6kω） = 60.8μa，裕量范围为±5%。
图1.pwm 裕量测试配置。
vout pwm 裕度的噪声
使用pwm裕量调节的主要问题之一是pwm数字脉冲对产生的电源输出电压噪声的影响。这些测试中使用的pwm低通滤波器（4.7kω和10nf）约为312.5khz pwm频率的14个时间常数。图2显示了未施加裕量调节的电源输出电压噪声纹波，当电源的高裕量和低裕量为5%时。使用50mv刻度放大任何产生的纹波。如图所示，pwm低通滤波器提供的大时间常数和84kω串联电阻提供的大去耦导致电源输出电压增加的额外噪声非常少。
图2.v外应用和未应用pwm裕度的噪声。
vout启用和禁用 pwm 裕量调节时的响应
当pwm输出使能时，它从高阻抗转换到固定占空比，这是可编程的。在图3中，初始占空比设置为2fh或47十进制。之所以选择该值，是因为max15041的反馈电压为0.606v，max34451的电源电压为3.3v （0.606v/3.3v = 0.1836 × 256 = 2fh）。更多详情请参见max34451数据资料。
图3.v外启用 pwm 裕量调节时的响应。
当pwm信号使能时，pwm纹波滤波器电压接近max15041的标称反馈电压，即0.606v。当pwm占空比从初始值降低时，纹波电压降低，从max15041的反馈节点拉出电流。从反馈节点拉动电流会导致电源输出电压增加。max34451继续调节pwm占空比，同时持续监测电源输出电压（v外） 以获得所需的保证金水平。
图 4 显示了 v 上的结果外当从边距高状态和边距低状态禁用边距时。
图4.v外禁用 pwm 裕量时的响应。
pwm低通滤波器对vout的影响外上电响应
所需的pwm低通滤波器会影响具有快速（<1ms）输出电压斜坡的电源设计。图5所示为由此产生的电源输出电压（v外） 以快速斜坡过冲。在本应用笔记中，max15041评估板上的c7设置为10nf。当通过将c7更改为33nf来减慢电源输出电压斜坡时，可以消除过冲。
图5.v外在安装了pwm滤波器的开启期间响应。
结论
max34451系统管理器的pwm电源电压裕度工作有效且易于实现。只需确定单个电阻的值即可实现硬件设计。pwm信号对电源输出电压的完整性影响很小。但是，快速电源斜坡可能会出现过冲。
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介绍
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本应用笔记概述了max34451连接至max15041评估（ev）板时的pwm裕量调节性能，如图1所示。进行了几项关键测试;报告结果。
组件选择和更改
max15041评估板上的r5电阻从45.3kω变为19.6kω，max15041输出电压从默认的3.3v变为1.8v。
当使用max34451对pwm输出电源进行裕量调节时，pwm纹波滤波器（图1中的r72）之后的串联电阻必须正确调整尺寸，以允许适当的裕量范围。如何选择合适的电阻值详见max34451数据资料以及下面的公式1。
脉宽调制 “r” = （vfb- 0.3）/（ifb×保证金范围× 120%）
其中 vfb是反馈节点电压和ifb是当前反馈节点。
在本应用笔记中，公式1的计算公式为：
pwm “r” 值 = （0.606 - 0.3）/（60.8μa × 5% × 120%） = 84kω
其中 vfb为0.606v （即max15041的反馈电压），ifb= 1.8v/（10kω + 19.6kω） = 60.8μa，裕量范围为±5%。
图1.pwm 裕量测试配置。
vout pwm 裕度的噪声
使用pwm裕量调节的主要问题之一是pwm数字脉冲对产生的电源输出电压噪声的影响。这些测试中使用的pwm低通滤波器（4.7kω和10nf）约为312.5khz pwm频率的14个时间常数。图2显示了未施加裕量调节的电源输出电压噪声纹波，当电源的高裕量和低裕量为5%时。使用50mv刻度放大任何产生的纹波。如图所示，pwm低通滤波器提供的大时间常数和84kω串联电阻提供的大去耦导致电源输出电压增加的额外噪声非常少。
图2.v外应用和未应用pwm裕度的噪声。
vout启用和禁用 pwm 裕量调节时的响应
当pwm输出使能时，它从高阻抗转换到固定占空比，这是可编程的。在图3中，初始占空比设置为2fh或47十进制。之所以选择该值，是因为max15041的反馈电压为0.606v，max34451的电源电压为3.3v （0.606v/3.3v = 0.1836 × 256 = 2fh）。更多详情请参见max34451数据资料。
图3.v外启用 pwm 裕量调节时的响应。
当pwm信号使能时，pwm纹波滤波器电压接近max15041的标称反馈电压，即0.606v。当pwm占空比从初始值降低时，纹波电压降低，从max15041的反馈节点拉出电流。从反馈节点拉动电流会导致电源输出电压增加。max34451继续调节pwm占空比，同时持续监测电源输出电压（v外） 以获得所需的保证金水平。
图 4 显示了 v 上的结果外当从边距高状态和边距低状态禁用边距时。
图4.v外禁用 pwm 裕量时的响应。
pwm低通滤波器对vout的影响外上电响应
所需的pwm低通滤波器会影响具有快速（<1ms）输出电压斜坡的电源设计。图5所示为由此产生的电源输出电压（v外） 以快速斜坡过冲。在本应用笔记中，max15041评估板上的c7设置为10nf。当通过将c7更改为33nf来减慢电源输出电压斜坡时，可以消除过冲。
图5.v外在安装了pwm滤波器的开启期间响应。
结论
max34451系统管理器的pwm电源电压裕度工作有效且易于实现。只需确定单个电阻的值即可实现硬件设计。pwm信号对电源输出电压的完整性影响很小。但是，快速电源斜坡可能会出现过冲。
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