CAD (DS4402 y DS4404) Añadir capacidad de márgenes a un convertidor DC / DC

Por:  Brian Vásquez

Resumen: Usted puede agregar fácilmente márgenes capacidad (ajuste digital de la tensión de salida) a un convertidor DC / DC, añadiendo un 2 - o 4 canales, I ² C-corriente ajustable CAD (DS4402 y DS4404) en la entrada de retroalimentación del convertidor.Debido a que cada salida del DAC es 0 mA en el encendido, el trazado de circuito adicional es transparente para el sistema hasta que un comando se escribe a través del bus I ² C. 

Una versión similar de este artículo apareció en el 18 de septiembre de 2008 en EDN revista.

Usted puede agregar la capacidad de márgenes a un convertidor DC / DC (ajuste digital de la salida de tensión) mediante una sola conexión al circuito existente, como se muestra por la línea punteada en la Figura 1. El IC extra es un 2 - o 4 canales, I ² C-ajustableactual del CAD (DS4402 y DS4404). Debido a que cada salida del DAC es 0 mA en el encendido, el trazado de circuito adicional es esencialmente transparente para el sistema hasta que un comando se escribe a través del bus I ² C.


Figura 1. El trazado de circuito de la derecha, sumado a la entrada de la regeneración de un convertidor DC / DC, añade márgenes capacidad para el convertidor.

A modo de ejemplo, supongamos que V_EN = 3 V a 5,5 V, V_SALIDA = 1,8 V (la tensión nominal de salida deseado), y V_FB = 0,6 V (no confundir con V_REF de la DS4404). Usted puede obtener el V_FB valor de la DC / DC convertidor de hoja de datos y asegúrese de comprobar que está dentro del rango de tensión OUTx se especifica en la hoja de datos del CAD actual (especificado como V_{OUT: FREGADERO} y V_{OUT: FUENTE} dependiendo de si está hundimiento o fuente de corriente). También es importante verificar la entrada de la impedancia de DC / DC convertidor FB pin (el circuito que se muestra supone una alta impedancia).

Supongamos que desea agregar un ± 20% de márgenes capacidad de la DC / salida del convertidor de CC (V_SALIDA):

V_OUTMAX = 2.16V
V_OUTNOM = 1,8 V
V_OUTMIN = 1.44V

En primer lugar, determinar la relación necesaria entre la I_TOP y R_INFERIOR que produce la potencia nominal (V_OUTNOM) cuando_DS4404 = 0A:

Despejando R_TOP,

(Ec. 1)

Para nuestro ejemplo,

La corriente (I_DS4404) necesaria para hacer V_SALIDA aumento a V_OUTMAX se obtiene mediante la suma de corrientes en el nodo de FB:

(Ec. 2)

Esta ecuación se puede simplificar la solución de la ecuación 1 para la I_{PARTE INFERIOR} y sustitución, lo que da como resultado:

En términos de porcentaje del margen:

(Ec. 3)

donde el margen = 0.2, para poner en práctica ± 20% de márgenes en este caso. Antes de usar esta relación para calcular R_TOP y R_FONDO, debe seleccionar la escala completa de corriente I_FS.

De acuerdo con la hoja de datos DS4404, la gran escala actual (especificado como_{OUT: FREGADERO} o yo_{OUT: FUENTE}) debe estar entre 0,5 mA y 2.0mA, para garantizar las especificaciones de precisión y linealidad. Desafortunadamente, ninguna fórmula está disponible para el cálculo de la escala completa de corriente ideal. Ese valor está influenciado por el número deseado de pasos, el tamaño del paso, y los valores de R_TOP y R_FONDO. Otro factor que afecta la actual escala de valor completa sería la exigencia de un ajuste de registro particular corresponde a un porcentaje de margen en particular.

En cualquier caso, la selección de una escala de corriente total es probable que requiera de varias iteraciones, en el que se selecciona un valor arbitrario (dentro de la gama), y luego calcular R_TOP, R_ABAJO, R_FS, y el tamaño de paso. Cuando se haya determinado una corriente de escala total de valor aceptable, es posible que desee más que ajustar (o algunos de los valores de resistencia) para asegurarse de que la resistencia de los valores especificados por último están comúnmente disponibles.

Para calcular R_TOP para el ejemplo original, elegimos IFS = IDS4404, lo que nos da 31 incrementos iguales (pasos) de V_OUTNOM a V_OUTMAX, así como 31 pasos de V_OUTNOM a V_OUTMIN. Esta resolución es más que suficiente para nuestro ejemplo. Podríamos, por ejemplo, comenzar por elegir arbitrariamente me_FS en el centro (1.25mA) del rango especificado, y después de realizar todos los cálculos. En su lugar, a título ilustrativo que realizar cálculos de los extremos del rango (0,5 mA, 2.0mA).

Así, pues_FS = I_DS4404 = 0.5mA: Utilizando la ecuación 3 y la resolución de la I_TOP,

Para calcular R_FS, utilice la fórmula en la hoja de datos DS4404 más el V_REF valor también se encuentran en esa hoja de datos:

Por último, para determinar la certeza que la producción DS4404 corriente en función del registro de configuración: He_FUERA(registrar el ajuste) = tamaño × paso del registro de configuración.

Tenga en cuenta que el registro de configuración anterior no incluye el bit de signo, que se utiliza para seleccionar el fregadero o fuente.El DS4404 se hunde en curso cuando el bit de signo = 0, por lo que V_SALIDA aumento a V_OUTMAX. Se fuentes de corriente cuando el bit de signo = 1, por lo que V_SALIDA descenso hacia la V_OUTMIN.

Porque yo_FS = I_DS4404 = 2.0mA:

Comparando R_TOP y R_ABAJO para los dos casos (I_FS = 0,5 mA vs 2.0mA), se puede ver que_FS = 0,5 mA es más atractivo porque las resistencias son mayores. 

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