解析如何給穩(wěn)壓器構(gòu)建監(jiān)控和控制提供解決方案

我談到了如何使用精密數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)來限制諸如低壓差穩(wěn)壓器(LDO)或開關(guān)模式電源(SMPS)的電壓調(diào)節(jié)器，以精確調(diào)諧輸出或允許其在寬范圍的電壓上擺動(dòng)。

在本文中，我將拓展這一想法，構(gòu)建一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，結(jié)合微處理器的計(jì)算能力，為電壓調(diào)節(jié)器創(chuàng)建一個(gè)一體化模擬監(jiān)視器和控制解決方案。讓我們回到上次講解LDO和DAC時(shí)使用的圖1中的示例電路。

圖1：穩(wěn)壓器裕度調(diào)節(jié)電路

所示DAC通過吸入或流出電流來控制調(diào)節(jié)器電路，從而升高和降低LDO的電壓輸出。您可使用精密模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)對(duì)電路進(jìn)行監(jiān)測，以對(duì)LDO輸出端的電壓進(jìn)行采樣。此外，許多調(diào)節(jié)器都有一個(gè)您可能希望控制的使能引腳。您可通過使用微控制器的通用I / O GPIO實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。圖2所示為LDO周圍系統(tǒng)中的這些監(jiān)視和控制器件。

圖2：穩(wěn)壓器監(jiān)控和控制系統(tǒng)

若您可使用一個(gè)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)DAC、ADC和GPIO的功能，那將非常有幫助。幸運(yùn)的是，TI具有模擬顯示器和控制(AMC)設(shè)備的產(chǎn)品組合，其將這三個(gè)離散設(shè)備集成到一個(gè)產(chǎn)品中。

讓我們使用一個(gè)您需要監(jiān)視和控制四個(gè)電源的示例。諸如AMC7891的設(shè)備非常適合這種應(yīng)用，因?yàn)樗哂兴膫€(gè)DAC及多于四個(gè)ADC輸入和GPIO。圖3所示為AMC7891如何適應(yīng)這一系統(tǒng)。

圖3：多軌電壓調(diào)節(jié)器監(jiān)控和控制系統(tǒng)

AMC7891的集成使您能夠從電路板中移除許多離散設(shè)備，并將電源的控制集中到一個(gè)設(shè)備。

以下是在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)此解決方案時(shí)的一些有用提示：

來自開關(guān)的電壓紋波會(huì)讓SMPS輸出本身具有噪聲。使用ADC對(duì)輸出電壓進(jìn)行多次采樣，并在更改DAC代碼之前對(duì)采樣進(jìn)行平均化，以進(jìn)行補(bǔ)償。

若穩(wěn)壓器輸出電壓超過ADC輸入電壓，則需要使用外部放大器為輸出電壓增加分?jǐn)?shù)增益，以讓信號(hào)處在合適范圍內(nèi)。

將ADC跟蹤盡可能靠近下游設(shè)備，以便在負(fù)載點(diǎn)獲得最精確的測量結(jié)果。