使用XL4016+DAC制作可调电源及电路原理

ezj2008 · 发表于 2020-2-21 11:22:25

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。

jjk_a · 发表于 2024-12-30 09:43:59

不错，可以参考一下，以前是用iic的可调电阻，但最多256级

llionwang · 发表于 2024-9-6 15:30:54

可以改成DAC数控的吧

华师ww · 发表于 2023-11-11 16:20:12

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。

mzhboy · 发表于 2023-11-8 23:09:46

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

华师ww · 发表于 2023-11-8 17:17:20

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。

清风车影 · 发表于 2023-11-2 11:11:32

DAC转换需要时间，常规使用可以满足

diaoyuqu · 发表于 2023-2-14 13:13:23

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。

diaoyuqu · 发表于 2023-2-14 13:05:51

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。

ftts · 发表于 2023-1-12 16:58:22

今天测试TPS40057, dac 调压，直接芯片烧掉了，还没找到是啥问题。

beasu · 发表于 2023-1-11 16:15:23

谢谢楼主，正好解决了问题

icebomb · 发表于 2022-8-19 17:54:12

学习学习，准备做一个。

wang8472493 · 发表于 2022-5-20 18:52:34

guojizhou 发表于 2020-2-21 14:20
我在听课，请继续！

学习在，继续。

七天34368 · 发表于 2022-5-20 16:58:25

学习了，真的很厉害

kkstun · 发表于 2021-3-29 11:29:33

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

meteor2003x · 发表于 2021-3-27 21:53:54

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

爱交际 · 发表于 2021-1-27 11:22:09

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

爱交际 · 发表于 2021-1-27 10:27:16

楼主你好，把R2去掉，直接用DAC控制Vout可以吗

rsbook · 发表于 2020-7-21 15:38:52

是不是用自动升降压XL6009芯片原理也是一样的呢？

xu_john · 发表于 2020-7-3 19:07:42

这个不错啊

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