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解析如何给稳压器构建监控和控制提供解决方案

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我谈到了如何使用精密数模转换器(DAC)来限制诸如低压差稳压器(LDO)——L7912ACV开关模式电源(SMPS)的电压调节器,以精确调谐输出或允许其在宽范围的电压上摆动。
  在本文中,我将拓展这一想法,构建一个闭环系统,结合微处理器的计算能力,为电压调节器创建一个一体化模拟监视器和控制解决方案。让我们回到上次讲解LDO和DAC时使用的图1中的示例电路。


  图1:稳压器裕度调节电路
  所示DAC通过吸入或流出电流来控制调节器电路,从而升高和降低LDO的电压输出。您可使用精密模数转换器(ADC)对电路进行监测,以对LDO输出端的电压进行采样。此外,许多调节器都有一个您可能希望控制的使能引脚。您可通过使用微控制器的通用I / O GPIO实现目标。图2所示为LDO周围系统中的这些监视和控制器件。


  图2:稳压器监控和控制系统
  若您可使用一个设备来实现DAC、ADC和GPIO的功能,那将非常有帮助。幸运的是,TI具有模拟显示器和控制(AMC)设备的产品组合,其将这三个离散设备集成到一个产品中。
  让我们使用一个您需要监视和控制四个电源的示例。诸如AMC7891的设备非常适合这种应用,因为它具有四个DAC及多于四个ADC输入和GPIO。图3所示为AMC7891如何适应这一系统。


  图3:多轨电压调节器监控和控制系统
  AMC7891的集成使您能够从电路板中移除许多离散设备,并将电源的控制集中到一个设备。
  以下是在系统中设计此解决方案时的一些有用提示:
  来自开关的电压纹波会让SMPS输出本身具有噪声。使用ADC对输出电压进行多次采样,并在更改DAC代码之前对采样进行平均化,以进行补偿。
  若稳压器输出电压超过ADC输入电压,则需要使用外部放大器为输出电压增加分数增益,以让信号处在合适范围内。
  将ADC跟踪尽可能靠近下游设备,以便在负载点获得最精确的测量结果。