给DC/DC转换器添加裕量设定能力

只要建立一条通往电路的连接，就可以轻松地给DC/DC转换器添加裕量设定能力，即以数字方式调整输出电压的能力（图1）。图1中的虚线表示这条连接。额外的IC是一块双通道或四通道I2C（内置集成电路）可调电流DS4402或DS4404 DAC。由于每路DAC输出在通电时均为0 mA，因此额外电路本质上对系统是透明的，直到人们利用I2C总线写入命令。

　　例如，假设输入电压是3V至5.5V，输出电压是1.8V（这是预期的标称输出电压），反馈电压是0.6V。可以从DC/DC转换器的数据表获得反馈电压。务必要核实它在某个输出电压范围内，该范围是由电流DAC的数据表为流入电压或流出电压规定的，这取决于电流是在流入还是流出。还应该核实DC/DC转换器的反馈引脚的输入阻抗。图1中的电路假定为高阻抗。

　　假设人们希望向DC/DC转换器的输出端添加±20%裕量设定能力，这样最大、标称、最小输出电压分别是2.16V、1.8V、1.44V。首先，确定R1与R2之间的必要关系，当DS4404 DAC的电流为0 mA时，得到标称输出：

　　(1)

　　其中VFB是反馈电压，VOUTNOM是标称输出电压。求解R1，

　　(2)

　　对于本例，(3)

　　把反馈节点的各电流求和，推导出电流，以便使输出电压增至最大输出电压：

　　(4)

　　其中IR1是流过R1的电流，IR2是流过R2的电流，IDS4404是进入DAC的电流。

　　(5)(6)

　　其中VOUTMAX是最大输出电压。

　　(7)

　　可以简化方程7，先通过方程1求解R2，然后代换，得：

　　(8)

　　在裕量百分比中，可以把方程8表示为：

　　(9)

　　其中裕量为0.2，以便实现本例中的±20%裕量设定能力。在利用该关系计算R1和R2之前，必须选择满刻度电流。

　　根据DS4404的数据表，满刻度电流必须为0.5 mA至2 mA，以便保证准确性和线性规格。遗憾的是，无法提供公式来计算理想的满刻度电流。预期的步数、步长以及R1和R2的值会影响该值。另一个影响满刻度电流值的因素是：是否要求特定的寄存器设置对应于特定的裕量百分比。

　　无论何种情况，满刻度电流选择都可能需要数次迭代，在量程内选择某个任意值，然后计算R1、R2、RFS（满刻度电阻）和步长。在确定了可接受的满刻度电流值之后，也许希望进一步调整它或某些阻值，来确保最终规定的阻值很容易获得。

　　为了计算原始例子的R1，应使满刻度电流等于DS4404的电流。该步骤提供了从标称输出电压到最大输出电压的31个相等增量（或称步长），以及从标称输出电压到最小输出电压的31个步长。这种分辨率对本例是绰绰有余。

　　例如，开始时可以任意选择位于规定范围中心的满刻度电流，即1.25 mA，然后执行所有计算。但为了便于说明，此处的计算是针对量程的端点：0.5 mA和2 mA。首先分析0.5mA的情况，执行以下计算，然后对2mA的情况重复上述步骤。

　　用方程9，求解R1，得：
　　(10)   (11)

　　为了计算满刻度电阻，应使用DS4404的数据表中的公式和参考电压：
　　(12)   (13)

　　其中RFS是满刻度电阻，VREF是参考电压，IFS是满刻度电流。

　　最后，可确定DS4404的输出电流是寄存器设置值的函数：
　　(14)

　　请注意：该寄存器设置值不包括符号位，后者用于选择流入或流出。当符号位为0时，DS4404流入电流，使输出电压增至最大输出电压。当符号位为1时，它流出电流，使输出电压向最小输出电压下降。

　　现在，可以为2mA的情况重复这些计算。

　　(15)   (16)     (17)    (18)

　　比较两种情况的R1和R2，满刻度电流为0.5 mA或2 mA，其中0.5 mA是更具吸引力的值，这是因为电阻更高。