动态改变DC-DC反馈电阻，调整输出电压
2023/12/7 18:09:03 点击：
DC-DC指直流转直流电源，DC全称为Direct Current。
DC-DC一般由控制芯片、电感线圈、滤波电容等构成，下图是一个经典的DC-DC参考电路：
DC-DC控制芯片本身一般没有动态调整输出电压的功能。
手上有一块电路板，具有动态改变DC-DC控制芯片外部的反馈电阻，以调整输出电压的功能：
这块电路板用了PMU芯片。
PMU也就是Power Management Unit，即电源管理单元：
对应的原理图如下：
看起来比较凌乱，毕竟是PMU，管理着几路电源，稍显复杂。
本文只关注PMU中的DC-DC部分，为方便分析，删除其他无关的电路 ：
DC-DC原理图与实物电路板的对应关系：
针对PMU中DC-DC这部分电路，下面我们开始分析“动态调整输出电压”的电路原理。
一、当主控芯片输出的SLEEP_CTL为低电平时
此时三极管Q1不导通：
电路等效为：
由于该DC-DC的反馈电压Vfb固定为0.6V，而输出电压VDD12通过反馈电阻R15与R17分压后即为反馈电压Vfb，即有如下公式：
所以确定了反馈电阻R15与R17的值，也就确定了输出电压VDD12：
可以算出此时VDD12≈1V。
二、当主控芯片输出的SLEEP_CTL为高电平时
此时三极管Q1导通：
电路等效为：
这样电阻R18接入成为反馈电阻，与电阻R17并联，对应的公式变为：
输出电压VDD12变为：
实测VDD12输出为1.31V。
至此，通过动态改变DC-DC控制芯片外部的反馈电阻，以调整输出电压的原理分析完毕。
三、快速问答（Fast Question & Answer）
1、为什么要动态调整DC-DC的输出电压？
答：以文中的这块电路板为例，VDD12是主控芯片的内核供电电压，在正常工作时电压要求为1.31V，在休眠（sleep）时降低为1V，故需要动态调整。
2、电容C37的作用是？
答：电容C37为DC-DC的前馈电容，目的是调整芯片输出电压的响应速度，以后有机会再具体展开分析。
3、电容C38与C39的作用是？
答：进行电源滤波，它们是滤波电容。
4、三极管Q1可以直接替换为MOS管吗？
答：可以，而且MOS管型号经常选用2N7002。替换为MOS管可以进一步降低功耗，但是MOS管的价格比三极管高得多。
DC-DC一般由控制芯片、电感线圈、滤波电容等构成，下图是一个经典的DC-DC参考电路：
DC-DC控制芯片本身一般没有动态调整输出电压的功能。
手上有一块电路板，具有动态改变DC-DC控制芯片外部的反馈电阻，以调整输出电压的功能：
这块电路板用了PMU芯片。
PMU也就是Power Management Unit，即电源管理单元：
对应的原理图如下：
看起来比较凌乱，毕竟是PMU，管理着几路电源，稍显复杂。
本文只关注PMU中的DC-DC部分，为方便分析，删除其他无关的电路 ：
DC-DC原理图与实物电路板的对应关系：
针对PMU中DC-DC这部分电路，下面我们开始分析“动态调整输出电压”的电路原理。
一、当主控芯片输出的SLEEP_CTL为低电平时
此时三极管Q1不导通：
电路等效为：
由于该DC-DC的反馈电压Vfb固定为0.6V，而输出电压VDD12通过反馈电阻R15与R17分压后即为反馈电压Vfb，即有如下公式：
所以确定了反馈电阻R15与R17的值，也就确定了输出电压VDD12：
可以算出此时VDD12≈1V。
二、当主控芯片输出的SLEEP_CTL为高电平时
此时三极管Q1导通：
电路等效为：
这样电阻R18接入成为反馈电阻，与电阻R17并联，对应的公式变为：
输出电压VDD12变为：
实测VDD12输出为1.31V。
至此，通过动态改变DC-DC控制芯片外部的反馈电阻，以调整输出电压的原理分析完毕。
三、快速问答（Fast Question & Answer）
1、为什么要动态调整DC-DC的输出电压？
答：以文中的这块电路板为例，VDD12是主控芯片的内核供电电压，在正常工作时电压要求为1.31V，在休眠（sleep）时降低为1V，故需要动态调整。
2、电容C37的作用是？
答：电容C37为DC-DC的前馈电容，目的是调整芯片输出电压的响应速度，以后有机会再具体展开分析。
3、电容C38与C39的作用是？
答：进行电源滤波，它们是滤波电容。
4、三极管Q1可以直接替换为MOS管吗？
答：可以，而且MOS管型号经常选用2N7002。替换为MOS管可以进一步降低功耗，但是MOS管的价格比三极管高得多。
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