DC/DC恒流输出控制原理与应用

DC/DC恒流输出控制原理与应用

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/propor/article/details/140568316

本文介绍了一种在没有专用调节电流功能的DC/DC恒流驱动芯片上实现电流调节的方法。通过在电路中增加PWM或D/A调节功能，可以灵活控制输出电流大小。文章详细阐述了电路原理、参数计算方法，并给出了具体的应用实例，适合电子工程领域的技术人员参考。

1. 原理

通常情况下，DC/DC恒流驱动芯片正常工作时，CS（Current Sense）处的电压为一个固定值（不同芯片厂家值不一样），输出电流可使用下面的公式描述：

其中，VCS为CS端的电压，RSENSE为电流检测电阻。

如果有办法改变VCS提供给RSENSE上的电压（即VCS），那么就可以改变输出驱动电流。电路原理图如下：

其中：

1. PWM DIMMING为PWM输入接口，也可以是D/A接口，通常接至外部SOC或MCU相应管脚。
2. 改变PWM占空比可改变VCS上的电压，从而改变输出电流。
3. 当使用PWM输入时，R1不可省略，此时R1和C1组成一阶低通滤波器，整流输出直流电压，通常在PWM频率大于10kHz，滤波器截至频率（fc=1/(2piRC)）远小于（通常是10倍）PWM输入频率即可。

2. 参数确定

电路原理搞清楚之后，就需要建立输入电压（后面统一用VCTRL表示），输出电流（IOUT）与R1，R2，R3之间的关系。

由VCTRL和VCS共同决定，根据叠加原理可知：

1. VCTRL单独作用时，求VCS
   此时，VCS接地，可知：
2. VCS单独作用时，求VCTRL
   此时，VCTRL接地，可知：

至此，VCS即可求出，即：

又由IOUT = VCS / RSENSE，可得：

更近一步移项，整理，求出VCTRL和IOUT之间的关系：

其中：

1. VCS为固定值，RSENSE可选定，R1，R2，R3可由VCTRL和IOUT对应关系唯一的确定。
2. VCTRL和IOUT呈线性关系。
3. R1，R2阻值不能太小，太小会增加SOC或MCU驱动能力要求。
4. R1，R2，R3精度有要求。可选1%误差。

3. 应用

这里以D/A输出调压为例，PWM输出类似。选用DC/DC芯片LM2596的。功能需求：

1. VCTRL范围为：0-3.0V
2. IOUT范围为：0-3A
3. VCS为：0.1V

根据1中原理图，试确定R1，R2，R3值。

由2中VCTRL和IOUT之间的关系，列方程组：

注意：VCTRL和IOUT这2者呈反比例关系

可得：

代入2中公式可得：

进而：

令R2 = 1kΩ，可取R1 = 1kΩ。

注意：

1. 以上电阻值为理论值，需要根据标称值及误差综合选型。
2. D/A输出时注意驱动能力，必要时增加缓冲器。

总结，本文介绍了DC/DC恒流输出控制原理与应用。