動態(tài)改變DC-DC反饋電阻，調(diào)整輸出電壓
2023/12/7 18:09:03??????點擊：
DC-DC指直流轉(zhuǎn)直流電源，DC全稱為Direct Current。
DC-DC一般由控制芯片、電感線圈、濾波電容等構成，下圖是一個經(jīng)典的DC-DC參考電路：
DC-DC控制芯片本身一般沒有動態(tài)調(diào)整輸出電壓的功能。
手上有一塊電路板，具有動態(tài)改變DC-DC控制芯片外部的反饋電阻，以調(diào)整輸出電壓的功能：
這塊電路板用了PMU芯片。
PMU也就是Power Management Unit，即電源管理單元：
對應的原理圖如下：
看起來比較凌亂，畢竟是PMU，管理著幾路電源，稍顯復雜。
本文只關注PMU中的DC-DC部分，為方便分析，刪除其他無關的電路 ：
DC-DC原理圖與實物電路板的對應關系：
針對PMU中DC-DC這部分電路，下面我們開始分析“動態(tài)調(diào)整輸出電壓”的電路原理。
一、當主控芯片輸出的SLEEP_CTL為低電平時
此時三極管Q1不導通：
電路等效為：
由于該DC-DC的反饋電壓Vfb固定為0.6V，而輸出電壓VDD12通過反饋電阻R15與R17分壓后即為反饋電壓Vfb，即有如下公式：
所以確定了反饋電阻R15與R17的值，也就確定了輸出電壓VDD12：
可以算出此時VDD12≈1V。
二、當主控芯片輸出的SLEEP_CTL為高電平時
此時三極管Q1導通：
電路等效為：
這樣電阻R18接入成為反饋電阻，與電阻R17并聯(lián)，對應的公式變?yōu)椋?/span>
輸出電壓VDD12變?yōu)椋?/span>
實測VDD12輸出為1.31V。
至此，通過動態(tài)改變DC-DC控制芯片外部的反饋電阻，以調(diào)整輸出電壓的原理分析完畢。
三、快速問答（Fast Question & Answer）
1、為什么要動態(tài)調(diào)整DC-DC的輸出電壓？
答：以文中的這塊電路板為例，VDD12是主控芯片的內(nèi)核供電電壓，在正常工作時電壓要求為1.31V，在休眠（sleep）時降低為1V，故需要動態(tài)調(diào)整。
2、電容C37的作用是？
答：電容C37為DC-DC的前饋電容，目的是調(diào)整芯片輸出電壓的響應速度，以后有機會再具體展開分析。
3、電容C38與C39的作用是？
答：進行電源濾波，它們是濾波電容。
4、三極管Q1可以直接替換為MOS管嗎？
答：可以，而且MOS管型號經(jīng)常選用2N7002。替換為MOS管可以進一步降低功耗，但是MOS管的價格比三極管高得多。
DC-DC一般由控制芯片、電感線圈、濾波電容等構成，下圖是一個經(jīng)典的DC-DC參考電路：
DC-DC控制芯片本身一般沒有動態(tài)調(diào)整輸出電壓的功能。
手上有一塊電路板，具有動態(tài)改變DC-DC控制芯片外部的反饋電阻，以調(diào)整輸出電壓的功能：
這塊電路板用了PMU芯片。
PMU也就是Power Management Unit，即電源管理單元：
對應的原理圖如下：
看起來比較凌亂，畢竟是PMU，管理著幾路電源，稍顯復雜。
本文只關注PMU中的DC-DC部分，為方便分析，刪除其他無關的電路 ：
DC-DC原理圖與實物電路板的對應關系：
針對PMU中DC-DC這部分電路，下面我們開始分析“動態(tài)調(diào)整輸出電壓”的電路原理。
一、當主控芯片輸出的SLEEP_CTL為低電平時
此時三極管Q1不導通：
電路等效為：
由于該DC-DC的反饋電壓Vfb固定為0.6V，而輸出電壓VDD12通過反饋電阻R15與R17分壓后即為反饋電壓Vfb，即有如下公式：
所以確定了反饋電阻R15與R17的值，也就確定了輸出電壓VDD12：
可以算出此時VDD12≈1V。
二、當主控芯片輸出的SLEEP_CTL為高電平時
此時三極管Q1導通：
電路等效為：
這樣電阻R18接入成為反饋電阻，與電阻R17并聯(lián)，對應的公式變?yōu)椋?/span>
輸出電壓VDD12變?yōu)椋?/span>
實測VDD12輸出為1.31V。
至此，通過動態(tài)改變DC-DC控制芯片外部的反饋電阻，以調(diào)整輸出電壓的原理分析完畢。
三、快速問答（Fast Question & Answer）
1、為什么要動態(tài)調(diào)整DC-DC的輸出電壓？
答：以文中的這塊電路板為例，VDD12是主控芯片的內(nèi)核供電電壓，在正常工作時電壓要求為1.31V，在休眠（sleep）時降低為1V，故需要動態(tài)調(diào)整。
2、電容C37的作用是？
答：電容C37為DC-DC的前饋電容，目的是調(diào)整芯片輸出電壓的響應速度，以后有機會再具體展開分析。
3、電容C38與C39的作用是？
答：進行電源濾波，它們是濾波電容。
4、三極管Q1可以直接替換為MOS管嗎？
答：可以，而且MOS管型號經(jīng)常選用2N7002。替換為MOS管可以進一步降低功耗，但是MOS管的價格比三極管高得多。
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