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PWM 功率 DAC 包含 LM317

出處:維庫電子市場網 發(fā)布于:2025-01-02 16:37:25 | 344 次閱讀

  這種設計理念沒有采用傳統的用放大器支持 DAC 來提高輸出的方法,而是繪制了一條更少的通電路徑。它將 LM317 正穩(wěn)壓器與簡單的 8 位 PWM DAC 拓撲集成在一起,以獲得強大的 11V、1.5A 功能。因此,它保留了簡單性,同時利用了久經考驗的 Bob Pease 杰作的內置故障保護功能(熱保護和過載)。其輸出與 LM317 內部電壓基準的保證 2% 精度成正比,使其安全地不受 5V 邏輯電源軌和輸入原始直流電源變化的影響。

  CMOS SPDT 開關 U1b 和 U1c 接受 10kHz PWM 信號,通過反饋網絡 R1、2 和 R3 為 U2 穩(wěn)壓器生成 0V 至 9.75V“ADJ”控制信號。輸入的 PWM 信號是交流耦合的,因此 U1 可以“浮動”在 U2 的輸出上。 U1c 提供 PWM 信號的反相,實現主動紋波消除,如“通過模擬減法消除 PWM DAC 紋波”中所述。請注意,R1||R2 = R3 可優(yōu)化紋波減法和 DAC 精度?! ∪欢?,這種反饋布置確實使輸出電壓成為 PWM 占空因數 (DF) 的非線性函數,如下所示:

  Vout = 1.25 / (1 – DF(1 – R1/(R1 + R2))
  = 1.25 / (1 – 0.885*DF)
  如圖 2所示。
  圖 2 Vout(1.25 V 至 11 V)與 PWM DF(0 至 1)的關系,其中 Vout = 1.25 / (1 – 0.885*DF)?! D 3繪制了圖 2 的反圖,產生任何給定 Vout 所需的 PWM DF。

  圖 3與圖 2 相反,其中 PWM DF = (1 – 1.25/Vout)/0.885。
  相應的 8 位 PWM 設置計算為:Dbyte = 255 (1 – 1.25 / Vout) / 0.885
  Vfullscale = 1.25 / (R1/(R1 + R2)),因此除 11 V 之外的設計選擇也是可用的。 11 V 是與 HC4053 額定值一致的最大值,但如果用金屬柵極 CD4053B 代替 U1,則最高可達 20 V。但是,不要忘記 R3 = R1||R2 的要求。
  電源軌 V+ 可以是從最小Vfullscale+3V(以滿足 U2 的最小余量壓差要求)到 LM317 的絕對最大 40V 限制的任意值。由于該芯片具有出色的 PSRR,DAC 精度不會受到影響,但效率當然可能會受到影響。
  U2 應根據所需輸出電流乘以 V- 至 Vout 差值所產生的散熱量來進行散熱。在高電流和低 Vout 下,最高可達兩位數瓦特。
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