中心議題：

• 數字電位器在DC-DC變換器中的應用
• 降壓型DC-DC變換器
• 升壓型DC-DC變換器

解決方案：

• DC-DC變換器采用電流模式PWM控製器

• 用控製MSO管的開關來調節等值電阻的位置

1 引言

數字電位器（DCP）是數控電阻大小的器件
，數控的接口方式有直接按鍵方式
、三線接口方式（選片線

、方向線、脈衝線）、SPI接口方式和I2C接口方式。通常用於校準係統精度和控製係統參數的大小。

2 脈寬調製模式

早上20世紀60年nian代dai
，電dian源yuan的de開kai關guan調tiao節jie首shou先xian應ying用yong在zai軍jun用yong電dian源yuan的de設she計ji中zhong。它ta的de優you勢shi在zai於yu重zhong量liang輕qing和he效xiao率lv高gao，可ke以yi控kong製zhi均jun衡heng電dian量liang的de加jia載zai，就jiu是shi控kong製zhi均jun衡heng電dian壓ya的de供gong給gei，通tong過guo高gao速su動dong作zuo的de開kai關guan量liang的de開kai和he關guan來lai實shi現xian。如ru圖tu1所示
，加載到電阻器上的平均電壓Vo(avg)=(ton/T)×Vi，這種控製方法就稱為脈寬調製模式。本文概述在二種類型DC-DC變換器中數字電位器的應用，包括如何調節反饋電阻來獲得輸出電壓。


3 降壓型DC-DC變換器

圖2所示為降壓型DC-DC變換器的典型電路，當控製器IC感應到輸出電壓Vo太低時
，啟動通道上的晶體管Q給電感器L充電，同時也對電容器C充電，當輸出電壓V0上升到一個預定值時
，控製器關閉通道上的晶體管Q，電感器L和電容器C上獲取的能量通過肖特基二極管構成的回路自由釋放
，從電感器L到電容器C進行有效的能量傳輸會消耗一部分能量，因此加載在負載上的電壓有所下降。

以TI公司的TPS62000型電路為例，如圖3所示

，它是低噪聲同步降壓型DC-DC變換器，內部采用電流模式PWM控製器，工作頻率典型值為750kHz。在關閉模式下

，電流損耗可降低到1μA，非常適合於1節鋰離子電池、2節到3節鎳鉻
、鎳氫電池或堿性電池。2節電池供電時
，輸出最大電流為200mA；3節電池供電時，輸出最大電流為600mA。

TPS62000DGS的輸出電壓可調
，通過調整反饋引腳FB的電壓值來達到輸出電壓V0的變化
，采用數字電位器來調節反饋引腳FB的電壓。在圖3中
，H為數字電位器可調電阻器的高電壓端
，L為數字電位器可調電阻器的低電壓端，W為數字電位器滑動電壓輸出端。輸出電壓的計算公式為V0=0.45V×(1+RH/RL),其中要求RH+RL≤1MΩ

，每次調接的電阻值為1kΩ。3線接口可設計成單片機控製或按鍵直接控製（外擴邏輯電路），在減小數字電位器RL的阻值時
，輸出電壓V0會增加。由於該器件是DC-DC降壓器件
，因此輸出電壓V0最大值為輸入電壓VI。

當數字電位器調節到RH=82kΩ,RL=18kΩ時，輸出電壓；

Vo=0.45×(1+82kΩ/18kΩ)=2.5V
；

當數字電位器調節到RH=85kΩ,RL=15kΩ時，輸出電壓

Vo=0.45V×(1+85kΩ×15/kΩ)=3.0V。
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4 升壓型DC-DC變換器

圖4所示為升壓型DC-DC變換器的典型電路，通過控製器IC延長啟動晶體管的時間，以增加電感器的峰值電流來達到升壓目的。傳輸作用的計算公式為

Vo=VIN[T/(T-ton)]

式中
，T為晶體管啟動和關閉的周期；t(on)是晶體管啟動的周期。

以TI公司的TPS61030型電路為例，如圖5所示，該電路是效率高達96%的同步升壓變換器。非常適合於1節鋰離子或鋰聚合物電池
、2節到3節堿性電池、鎳鉻或鎳氫電池，變換產生固定輸出電壓或可調輸出電壓
，輸出電壓的調節通過數字電位器調節反饋引腳FB的電壓獲得。在輸入電壓最低為1.8V時，輸出電壓為5V，輸出電流最大為1A。升壓基於一個固定頻率PWM控製器同步開關整流獲取高效率。具有關閉電源和過熱保護功能。在圖5中，H為數字電位器可調電阻器的高電壓端，L為數字電位器可調電阻器的低電壓端
，W為數字電位器滑動電壓輸出端。反饋引腳FB的電壓典型值為500mA，最大允許輸出電壓為5.5V。輸出電壓的計算公式為Vo=0.5V×(1+RH/RL)。另外，該電路內含電壓基準0.5V的電池電壓比較器，輸入引腳LBI的電壓通過電池電壓分壓獲得，分壓電阻器R1和R2也可以采用數字電位器調節。

以Xicor公司的3線接口（CS、U/D、INC）、100抽頭X9C104S型電路為例
，它的電位器阻值為100kΩ
，每次調節的電阻值為1kΩ。3線接口可設計成單片機控製或按鍵直接控製（外擴邏輯電路），在減小數字電位器RL的阻值時，輸出電壓V0會增加。由於該電路是DC-DC升壓型器件，因此輸出電壓V0最小為輸入電壓VI。

5 小結

數字電位器的內部結構如圖6所示
，它用控製MSO管的開關來調節滑動端VW在VH和VL之間多個等值電阻的位置，抽頭數越多，等值電阻越多。調整的範圍越寬，對DC-DC變換器的輸出電壓調整幅度越小。

shuzidianweiqideyoudianshitiaozhengdejingquedugaoyujixiedianweiqi

，quedianshixianxingduyoujixiedianweiqihao。lingwai

，jixiedianweiqiyouchudian，huadongduanchangqihuadongchuxianjiechuwenti。ershuzidianweiqimeiyouchudian，yinershiyongshouminghekekaoxingyouyujixiedianweiqi。