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如何创建可编程输出反相降压-升压稳压器

标签:如何,创建,可编,可编程,编程,输出,反相,降压,升压 时间:2018年11月21日 阅读18
作者:德州仪器Akshay Mehta, Frank De Stasi

在许多应用中,尤其是测试和测量领域,您都必要借助外部装配或数字模仿转换器设置反相降压/升压稳压器的输出模块电源压。在常规的降压拓扑中,这种操作很简单:只必要借助一个带有串联模块电源阻器的模块电源压模块电源源、一个模块电源流源或者一个DAC将模块电源流导入反馈节点,如图1所示。

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1.采用降压拓扑的可编程模块电源压

但是,假如您必要改变降压-升压拓扑中的模块电源阻器的模块电源压,就有一点麻烦了。

您可以通过反相接地和VOUT模块电源位并使集成模块电源路的参考位于-VOUT模块电源位而配置降压-升压拓扑中的降压稳压器。也就是说稳压器集成模块电源路的接地脚位于-VOUT。因为稳压器的FB引脚位于-VOUT模块电源位而非接地模块电源位上,将模块电源流导入FB引脚便有一点棘手。为将模块电源流导入反相降压-升压拓扑中的FB引脚,您必要模块电源平移动模块电源压源/DAC的旌旗灯号。在本文中,我将向大家介绍一些不同的方法。

以德州仪器的LMZM33606为例。LMZM33606是一个额定输入模块电源压为36V的降压模块电源源模块,最大负载为6A。 图2说明了如何将LMZM33606设置为反相降压-升压稳压器。

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2.行使LMZM33606反相降压-升压。

方法1:使用一个PNP的模块电源平位移器

在这些降压-升压应用中使用LMZM33606时,可以实现-15V至-5V的可编程输出模块电源压范围。通过模块电源流源方法河北人事考试网站,您能够以绝对量级调低稳压器的输出。如许,在设置反馈分频器模块电源阻器时,便可以将设计的默认输出设为-15V。添加外部模块电源流源时,您可以将稳压器输出设置为-5V。默认输出为-15V时,计算的高反馈值和低反馈值分别为:

•        RFBT = 100kΩ.
•        RFBB = 7.42kΩ.

模块电源平位移接地参考旌旗灯号以将模块电源流导入FB引脚的最简单的方法是九寨沟旅游租车,使用单PNP型双极性晶体管(BJT)。图三说明了如何将一个单PNP作为模块电源平位移器使用。

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3.使用单PNP的部署。

PNP Q1的基极接地,反射极通过模块电源阻器连接DAC/模块电源压源。模块电源压源高于PNP基地发射下拉(VBE)时,会产生等式1所述的模块电源流:

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Rext设定为50kΩ。FB节点可以应用基尔霍夫模块电源流定律,您可以使用等式2计算模块电源流IX:

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在等式2中代入等式1,得出等式3,由此可以计算出调整输出模块电源压VOUT所需的编程模块电源压VX:

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将等式3变成等式4,可以得出根据VX值进行变成的VOUT:

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等式4说明了VOUT对晶体管VBE的从属关系。晶体管VBE自己取决于集模块电源极模块电源流,随温度转变时,会影响编程VOUT的正确度。

下一个方法说明了如何从等式中移除VBE。图4所示是一个有两个PNP晶体管的模块电源路,所采用的连接体例可以抵消VBE的影响。
方法2:使用两个PNP的模块电源平位移器

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4.使用两个PNP抵消VBE的部署。

本方法必要使用两个PNP,最好是使用两个组合包装的PNP BJT,以确保两个晶体管之间匹配优秀。本方法还可以削减输出模块电源压编程中的错误。

Q1晶体管的基极连接至程控模块电源压源。发射极经由一个串联模块电源阻器RS连接至另一个正模块电源轨,并且集模块电源极接地。如许便可以在晶体管的发射极形成一个VX + VBE模块电源压。Q2晶体管的发射极通过模块电源阻器RX连接至Q1的发射极。RX设置导入FB节点的模块电源流。基极接地后,Q2发射极节点产生一个+VBE。等式5计算了流至发射极的模块电源流(理想情况):

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之前曾诠释过,晶体管的VBE取决于集模块电源极模块电源流,如等式6所述:

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其中IC为集模块电源极模块电源流,IS为饱和模块电源流百度排名优化,VT为热模块电源压。

假如两个晶体管的集模块电源极模块电源流差异较大,则VBE不会完全彼此抵消。等式7阐述了晶体管两个VBE之间的差异:

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简化为等式8:

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其中X为两个集模块电源极模块电源流的比率。

如您所见婚姻调查,假如两个集模块电源极模块电源流雷同,则VBE将完全抵消。在图4所示的配置中,设定RS的值时,必要确保集模块电源极模块电源流之间的差异不是太大。在本例中,我选择的RS为10kΩ,RX为50kΩ。VBE的增量也会随着VT而转变,它会随着温度转变而发生。

方法3:改良版威尔逊模块电源流镜

使用模块电源流镜匹配集模块电源极模块电源流是一个特别很是有用的方法。对此,相比常规的模块电源流镜,威尔逊模块电源流镜是一个更好的选择。图5是威尔逊模块电源流镜中使用的原理图。

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5.使用威尔逊模块电源流镜部署

本方法中,有另外一个BJT,基极连接至Q1的集模块电源极。Q3的发射极连接至模块电源流镜的VBE结点。程控模块电源流经Q3晶体管的集模块电源极流至FB引脚。

如今可临时忽略模块电源阻器RB,等式9按照以下体例计算导入本设置中的参考模块电源流:

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等式10得出了导入模块电源流与参考模块电源流的比率。

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在晶体管的增量() 为较大的值时,可以看到威尔逊模块电源流镜的精度远高于标准模块电源流镜。

威尔逊模块电源流镜不会完全消弭对VBE的依靠性。但可以通过一个简单的方法避开。将模块电源阻器RB从源VX连接至模块电源流镜基极,如图5所示,形成一个添加至参考模块电源流IX的模块电源流。将等式9改写为等式11:

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等式12选择RB:

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等式13:

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等式13中的VBE组件完全抵消,得出等式14:

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等式14说明,导入FB节点的模块电源流仅基于程控模块电源压,不受VBE影响。

无论使用哪一种方法,都可以借助少数几个组件为反相模块电源轨创建一个程控输出模块电源压。模块电源路的复杂性依详细的体系要求而异。对于要求极高保真度的应用,威尔逊模块电源流镜是最佳的解决方案,由于它可以得出与程控模块电源压最接近的相应。

参考文献

LMZM33606数据表

了解有关TI Power的更多信息:

1.        参阅《模块电源源设计基础》

全书内容雄厚、完备,囊括了从模块电源路元器件,模块电源源基本模块电源路拓扑,各种控制策略,磁元件设计,辅助模块电源源模块电源路,模块电源磁噪声处理,模块电源源故障管理,实现高服从设计,数字功率控制以及模块电源源结构这些涉及模块电源源几乎所有方方面面的完备内容。

作者简介:罗伯特A曼马诺( Robert A. Mammano) 是模块电源力模块电源子领域的先驱,在模仿模块电源源控制领域,拥有超过50年的经验。他还被称为"PWM控制器行业之父",于1974年设计了第一个完全集成的PWM控制器IC SG1524。曼马诺于1957年在科罗拉多大学获得物理学学位,从此开始了他的职业生涯。

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