利用数字电位计实现输出电压的调整和三种方法的比较分析
系统应用都必须在较窄的限幅内调整开关电源（smps）输出电压，以便移除电源路径上的误差和压降、验证系统限幅的运作，或者实现微处理器的简单动态电压控制。此外，系统设计人员可能需要调整电源电压，从而优化它们的电平，或者通过强制产生非正常电平来测试系统在极端条件下的性能。该功能通常在在线测试（ict）期间执行，以满足制造商想要保证产品在标称电源的±10%范围内正常工作的期望。这种输出电压的变化步骤称为裕量，即有意识地在预期范围内改变电源电压。其他输出变化应用，比如微处理器的动态电压控制，必须能即时改变电压，即在低功耗模式下降低电压而在高性能模式下增加电压。
图1.开关电源电压控制环路的反馈网络采用两个电阻
将典型开关电源输出电压（图1）与内部基准电压进行比较，可看到差别集中在脉宽调制器（pwm）。pwm将斜坡与放大器输出进行比较，生成pwm信号来控制开关，从而向负载供电。
图2.使用数字电位计调整dc-dc转换器输出电压，组成可变反馈电阻
控制误差放大器引脚电压，便可调整输出电压。这可以通过使用dac，或者使用数字电位计，以外部方式实现，如图2所示。某些电压调节器允许使用串行接口（比如pmbus、i2c或spi）在内部控制反馈电压。表1比较了三种方法的调整能力和功耗。
数字电位计（或称digipot）工作方式与传统电位计相似，但用电子开关和数字信号代替机械游标进行操作，如图3所示。digipot将一串小数值电阻与位于每两个电阻交叉点上的电子开关串联。digipot分辨率与电阻网络中的位控制节点量有关。控制节点的数量越高，分辨率越高。
图3.显示电子开关的64位数字电位计。同一时间只能闭合一个电子开关，该开关决定电阻比。
某些数字电位计采用非易失性存储器，因此可在测试期间编程输出电源。相比其他两种方式，这项易于使用的特性具有极大的优势。
线性化传递函数
反馈电阻r1和r2的比值决定了开关电源输出电压。
其中：
vfb =内部基准电压
vout =输出电压
r1 =连接输出的反馈电阻
r2 =接地反馈电阻
以数字电位计代替r1和r2时，需考虑一些问题。数字电位计内部有两个电阻串（raw和rwb），如图4所示。
图4.数字电位计电阻命名法
两串电阻互补。
其中：
rab =端到端电阻或标称值
以raw和rwb代替r1和r2可实现对数传递函数。数字码和输出电压之间的非线性关系降低了低端分辨率。图5显示了这个取自数字电位计的对数传递函数。
图5.以数字电位计代替反馈电阻后得到的对数传递函数
图6.在可变电阻模式下使用数字电位计
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其中：
vfb =内部基准电压
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两串电阻互补。
其中：
rab =端到端电阻或标称值
以raw和rwb代替r1和r2可实现对数传递函数。数字码和输出电压之间的非线性关系降低了低端分辨率。图5显示了这个取自数字电位计的对数传递函数。
图5.以数字电位计代替反馈电阻后得到的对数传递函数
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