使用按钮式数字电位计设计可调电压输出
thomas brand
本文介绍一种完整的解决方案，其中可通过按钮式数字电位计简单高效地控制高达20 v的电压。完整的解决方案代表可调电源，可用于需要可调电压输出的各种应用。图1所示为具有可变输出功率的相应开关稳压器，该稳压器采用数字电位计ad5116和集成推挽输出级的adcmp371比较器。通过添加开关而不是按钮，电压可以通过微控制器调节。
ad5116具有64个可能的游标位置，端到端电阻容差为±8%。此外，ad5116内置一个eeprom，用于存储游标位置，可通过按钮手动设置。此功能在上电时需要固定标准位置的应用中非常有用。
电路由电压v供电在，最高可达 20 v。电源电压vddad5116和adcmp371也可以由v产生在，例如，通过adp121等稳压器。
图1.具有可变输出的按钮控制高压开关稳压器。
电路的工作原理
输出电压v外通过反馈网络的开关频率进行控制。它通过分压器反馈到比较器，然后与数字电位计设置的基准电压进行比较。如果电压来自 v外高于基准电压，比较器输出切换到低电平，从而阻断nmos晶体管t1和pmos晶体管t2，从而降低v外.如果电压来自 v外低于基准电压，比较器输出切换到高电平，两个晶体管切换到导电状态（饱和），这增加了v外.通过这种基于比较的功能，晶体管以短脉冲的开关模式工作，从而保持较低的晶体管损耗。开关频率受 v 处负载的影响外，除了电位器的输出电压。
随着数模转换器（dac）输出电压的增加，t2关断时间更长，比较器输出也相应较高。比较器输出以更高的频率提供一系列更快的正输出脉冲。当dac输出电压降低时，情况正好相反。
过滤后的 v外通过公式1确定。
vw是电位计抽头w处的dac输出电压。
ad5116上抽头a和抽头b之间的电阻标称值为5 kω，分为64级。在刻度的下端，典型的游标电阻rw下降到 45 ω 到 70 ω。输出电压在 vw关于gnd是
由此 r工 务 局收益 率：
r工 务 局是较低刻度上抽头 w 和 gnd 之间的电阻值。
r血型是电位器的总电阻。
v一个是分压器串上端的电压;在这种情况下，它等于 vdd.
d 是 r 中二进制代码的十进制等效项代数转换器ad5116的寄存器。
r型代数转换器ad5116的寄存器由按钮pd和pu控制。默认位置，例如 v外= 0 v—上电时可通过ase引脚存储在电位计的eeprom中。
滤波器输出：减少纹波
为了平滑输出电压，v外，并减少t1和t2开关引起的纹波，使用额外的滤波电路（见图2）。设计该滤波器时应考虑ad5116的最大和最小开关频率以及工作电压范围。
对于图2所示电路，开关频率在约1.8 hz至500 hz范围内。由于这个值相当低，因此通常需要相对较大的r、l和c值来确定滤波器截止频率。但是，滤波器的串联电阻和输出负载形成分压器，从而降低输出电压。因此，应选择相对较低的 r。
图2.用于平滑输出电压的滤波电路。
电路中实现了一个简单的rlc低通滤波器。r 和 c 的尺寸分别为 50 ω 和 330 μf，l 的尺寸为 100 nh。该电路也可以使用脉宽调制器（pwm）来驱动晶体管和上游误差放大器。
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ad5116具有64个可能的游标位置，端到端电阻容差为±8%。此外，ad5116内置一个eeprom，用于存储游标位置，可通过按钮手动设置。此功能在上电时需要固定标准位置的应用中非常有用。
电路由电压v供电在，最高可达 20 v。电源电压vddad5116和adcmp371也可以由v产生在，例如，通过adp121等稳压器。
图1.具有可变输出的按钮控制高压开关稳压器。
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随着数模转换器（dac）输出电压的增加，t2关断时间更长，比较器输出也相应较高。比较器输出以更高的频率提供一系列更快的正输出脉冲。当dac输出电压降低时，情况正好相反。
过滤后的 v外通过公式1确定。
vw是电位计抽头w处的dac输出电压。
ad5116上抽头a和抽头b之间的电阻标称值为5 kω，分为64级。在刻度的下端，典型的游标电阻rw下降到 45 ω 到 70 ω。输出电压在 vw关于gnd是
由此 r工 务 局收益 率：
r工 务 局是较低刻度上抽头 w 和 gnd 之间的电阻值。
r血型是电位器的总电阻。
v一个是分压器串上端的电压;在这种情况下，它等于 vdd.
d 是 r 中二进制代码的十进制等效项代数转换器ad5116的寄存器。
r型代数转换器ad5116的寄存器由按钮pd和pu控制。默认位置，例如 v外= 0 v—上电时可通过ase引脚存储在电位计的eeprom中。
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为了平滑输出电压，v外，并减少t1和t2开关引起的纹波，使用额外的滤波电路（见图2）。设计该滤波器时应考虑ad5116的最大和最小开关频率以及工作电压范围。
对于图2所示电路，开关频率在约1.8 hz至500 hz范围内。由于这个值相当低，因此通常需要相对较大的r、l和c值来确定滤波器截止频率。但是，滤波器的串联电阻和输出负载形成分压器，从而降低输出电压。因此，应选择相对较低的 r。
图2.用于平滑输出电压的滤波电路。
电路中实现了一个简单的rlc低通滤波器。r 和 c 的尺寸分别为 50 ω 和 330 μf，l 的尺寸为 100 nh。该电路也可以使用脉宽调制器（pwm）来驱动晶体管和上游误差放大器。
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