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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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