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[工仪] 使用XL4016+DAC制作可调电源及电路原理

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发表于 2020-2-21 11:22:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
昨天发了一个制作可调电源的帖子,好多网友都很好奇怎么实现单片机调压的,帖子地址:
https://www.mydigit.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=125182


现在专门开一个帖子来讲述原理:
标准的4016原理图如下图,通过调节R2,可以得到不同的输出电压,输出电压公式:
Vout=1.25(1+R2/R1),这个公式是怎么来的呢?其实是可以推导的,4016内部基准电压是1.25V,即FB脚的电压,这样就有以下公式:
对于R1:Vfb/R1=I1 其中Vfb=1.25
对于R2:(Vout-1.25)/R2=I2
串联电路电流相等I1=I2,则有Vfb/R1=(Vout-1.25)/R2,化简后,看看是不是Vout=1.25(1+R2/R1)?


同样的办法,将电路图变成下面这样,即:DAC输出串联一个二极管和电阻


二极管用于保护DAC的,此时,则有增加了下面的关系:
(Vdac-Vd-1.25)/R3=I3
其中Vdac为DAC输出电压值,Vd为二极管压降,约为0.2-0.7V,不同的二极管,压降不同。
对于FB脚来说,存在以下关系I2+I3=I1,将各项代入,有以下公式:
(Vout-1.25)/R2+(Vdac-Vd-1.25)/R3=1.25/R1
然后可以得出一个Vout=f(Vdac)的函数来,是不是很简单呢


实际运行过程中,发现二极管PN节随着温度变化,压降变化很大,严重影响了输出,研究了下DAC的PDF就直接去掉二极管,这样公式就变成这样了:
(Vout-1.25)/R2+(Vdac-1.25)/R3=1.25/R1
剩下的就是通过调整各个电阻的阻值,来实现输出了。

上面的函数是一个减函数,即通过抬升DAC电压,来降低输出电压,设计时,应该先用Vout=1.25(1+R2/R1)计算最大输出电压,确定R1,R2的阻值,然后在通过DAC电压范围和R3来计算最小输出。

Ps:本人采用的是MCP4725的DAC,12bit,i2c协议,能实现0.01V的输出精度。




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发表于 2024-12-30 09:43:59 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
不错,可以参考一下,以前是用iic的可调电阻,但最多256级
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发表于 2024-9-6 15:30:54 | 显示全部楼层
可以改成DAC数控的吧
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发表于 2023-11-11 16:20:12 | 显示全部楼层
mzhboy 发表于 2023-11-8 23:09
不能低于VFB电压,你要0V得改其他方案,最简单的就是改用线性电源

线性电源指的是LDO吗?LDO+DAC的方案也不能到0V。和DCDC+DAC的方案的现象是一样的,低于VFB的电压后就不是按照自己的公式那样变化了,也就是出现非线性,并且空载时同样会出现调节不到0V的情况。
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发表于 2023-11-8 23:09:46 | 显示全部楼层
华师ww 发表于 2023-11-8 17:17
有什么方案能降低到0V吗?XL4016+DAC这样的方案在输出电压低于1.25V后会出现非线性;还有在空载时,输出电 ...

不能低于VFB电压,你要0V得改其他方案,最简单的就是改用线性电源
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发表于 2023-11-8 17:17:20 | 显示全部楼层
有什么方案能降低到0V吗?XL4016+DAC这样的方案在输出电压低于1.25V后会出现非线性;还有在空载时,输出电压调节到V1.25V左右时,继续增大DAC电压反而会增大输出电压。
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发表于 2023-11-2 11:11:32 | 显示全部楼层
DAC转换需要时间,常规使用可以满足
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发表于 2023-2-14 13:13:23 | 显示全部楼层
lisen9065 发表于 2020-6-17 16:39
前辈您好,想请教一下,为了避免电位器接触不良,具体是如何操作?(某宝买的8a恒压恒流模块,xl4016的) ...

可调装在R1处,万一开路输出为1.25v不会烧东西。
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发表于 2023-2-14 13:05:51 | 显示全部楼层
aacyxjz 发表于 2020-3-19 09:02
数控确实很多优点,尤其是精确步进。
但是我还是很喜欢旋钮的手感,一般是并联在取样电阻下臂,万一接触 ...

这个很重要。
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发表于 2023-1-12 16:58:22 | 显示全部楼层
今天测试TPS40057, dac 调压,直接芯片烧掉了,还没找到是啥问题。
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发表于 2023-1-11 16:15:23 | 显示全部楼层
谢谢楼主,正好解决了问题
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发表于 2022-8-19 17:54:12 | 显示全部楼层
学习学习,准备做一个。
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发表于 2022-5-20 18:52:34 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
guojizhou 发表于 2020-2-21 14:20
我在听课,请继续!

学习在,继续。
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发表于 2022-5-20 16:58:25 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
学习了,真的很厉害
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发表于 2021-3-29 11:29:33 | 显示全部楼层
meteor2003x 发表于 2021-3-27 21:53
直接怼上,输出电压反馈就无效了,输出也不受控了

那输出加个adc测量输出电压不就更精确了吗
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发表于 2021-3-27 21:53:54 | 显示全部楼层
爱交际 发表于 2021-1-27 11:22
您好,如果去掉R2,公式不就非常简单了吗
Vout就是Vdac
有哪里不可以这样做 ...

直接怼上,输出电压反馈就无效了,输出也不受控了
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发表于 2021-1-27 11:22:09 | 显示全部楼层
您好,如果去掉R2,公式不就非常简单了吗
Vout就是Vdac
有哪里不可以这样做
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发表于 2021-1-27 10:27:16 | 显示全部楼层
楼主你好,把R2去掉,直接用DAC控制Vout可以吗
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发表于 2020-7-21 15:38:52 | 显示全部楼层
是不是用自动升降压XL6009芯片原理也是一样的呢?
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发表于 2020-7-3 19:07:42 | 显示全部楼层
这个不错啊
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