在許多應(yīng)用中，特別是在和測(cè)量領(lǐng)域，您需要在外部設(shè)備或數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的幫助下設(shè)置反向降壓/升壓穩(wěn)壓器的輸出電壓。在傳統(tǒng)的降壓拓?fù)渲?，這種操作非常簡(jiǎn)單：只需使用帶串聯(lián)電阻的電壓電源、電流電源或電流電源DAC如圖1所示，將電流導(dǎo)入反饋節(jié)點(diǎn)。

圖1.可編程電壓采用降壓拓?fù)?/p>

但是，如果你需要改變電阻器在降壓-升壓拓?fù)渲械碾妷?，那就有點(diǎn)麻煩了。

你可以通過(guò)反相接地和VOUT集成電路的參考位于電位-VOUT降壓-升壓拓?fù)渲械慕祲悍€(wěn)壓器配穩(wěn)壓器。也就是說(shuō)，穩(wěn)壓器集成電路的接地腳位于-VOUT。因?yàn)榉€(wěn)壓器FB引腳位于-VOUT將電流引入電位而不是接地電位FB引腳有點(diǎn)棘手。將電流導(dǎo)入反向降壓-升壓拓?fù)銯B引腳需要電平移動(dòng)電壓源/DAC的信號(hào)。本文將介紹一些不同的方法。

以LMZM33606為例。LMZM33606是一個(gè)額定輸入電壓36V較大負(fù)載6的降壓電源模塊A。 圖2說(shuō)明了如何將LMZM33606設(shè)置為反相降壓-升壓穩(wěn)壓器。

圖2.利用LMZM33606反相降壓升壓

方法1

>使用一個(gè)PNP電平位移器<

用于這些降壓-升壓應(yīng)用LMZM33606時(shí)，可實(shí)現(xiàn)-15V至-5V可編程輸出電壓范圍。通過(guò)電流源，您可以以絕對(duì)量級(jí)降低穩(wěn)壓器的輸出。這樣，在設(shè)置反饋分頻器電阻器時(shí)，設(shè)計(jì)的默認(rèn)輸出可以設(shè)置為-15V。當(dāng)添加外部電流源時(shí)，可以將穩(wěn)壓器輸出設(shè)置為-5V。默認(rèn)輸出為-15V計(jì)算的高反饋值和低反饋值分別為：

電平位移接地參考信號(hào)導(dǎo)入電流FB引腳較簡(jiǎn)單的方法是使用單引腳PNP雙極晶體管( T)。圖3說(shuō)明了如何將一個(gè)單一的單個(gè)單一解釋PNP用作電平位移器。

圖3.使用單PNP的部署

PNP Q1的基極接地，反射極通過(guò)電阻連接DAC/電壓源。電壓源高于PNP下拉基地發(fā)射(VBE)等式1所述電流將產(chǎn)生Rext設(shè)定為50kΩ。FB基爾霍夫電流定律可用于節(jié)點(diǎn)，等式2可用于計(jì)算電流IX將等式1代入等式2，得出等式3，從而計(jì)算調(diào)整輸出電壓VOUT編程電壓VX將等式3轉(zhuǎn)換為等式4，可以根據(jù)VX值變成VOUT:

等式4說(shuō)明了VOUT對(duì)晶體管VBE從屬關(guān)系。晶體管VBE它本身取決于集電極電流，當(dāng)溫度變化時(shí)會(huì)影響編程VOUT的精確度。

下一種方法解釋了如何從等式中移除VBE。圖4顯示了兩個(gè)PNP晶體管的電路可以抵消VBE的影響。

方法2

>使用兩個(gè)PNP電平位移器<

圖4.用兩個(gè)PNP抵消VBE的部署

這種方法需要兩種PNP，較好使用兩個(gè)組合包裝PNP T，確保兩個(gè)晶體管匹配良好。這種方法還可以減少輸出電壓編程中的錯(cuò)誤。

Q晶體管的基極連接到程控電壓源。發(fā)射極通過(guò)串聯(lián)電阻RS連接到另一個(gè)正電軌，集電極接地。這樣，晶體管的發(fā)射極就可以形成VX VBE電壓。Q晶體管的發(fā)射極通過(guò)電阻器RX連接至Q1的發(fā)射極。RX設(shè)置導(dǎo)入FB節(jié)點(diǎn)電流?；鶚O接地后，Q2發(fā)射極節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生 VBE。等式5計(jì)算流向發(fā)射極的電流(理想情況):

之前解釋過(guò)，晶體管VBE如等式6所述，依賴于集電極電流其中IC集電極電流，IS飽和電流，VT為熱電壓。

如果兩個(gè)晶體管的集電極電流差異較大，VBE不會(huì)完全相互抵消。等式7闡述了兩個(gè)晶體管VBE差異簡(jiǎn)化為等式8X是兩個(gè)集電極電流的比例。

如果兩個(gè)集電極的電流相同，VBE完全抵消。設(shè)置在圖4所示的配置中RS當(dāng)值時(shí)，需要確保集電極電流之間的差異不太大。在這種情況下，選擇RS為10kΩ，RX為50kΩ。VBE也會(huì)隨之增加VT隨著溫度的變化而變化。

方法3

>威爾遜電流鏡改良版<

使用電流鏡匹配電極電流是一種非常有效的方法。威爾遜電流鏡是比傳統(tǒng)電流鏡更好的選擇。圖5是威爾遜電流鏡中使用的原理圖。

圖5.部署威爾遜電流鏡

在這種方法中，還有另一種方法 T，基極連接至Q1的集電極。Q發(fā)射極連接到電流鏡VBE結(jié)點(diǎn)。程控電流經(jīng)過(guò)Q3晶體管的集電極流到FB引腳。

電阻器現(xiàn)在可以暫時(shí)忽略RB，本設(shè)置中的參考電流按以下方式計(jì)算導(dǎo)入電流與參考電流的比率為等式10。

晶體管增量 當(dāng)值較大時(shí)，威爾遜電流鏡的精度遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)電流鏡。

威爾遜電流鏡不會(huì)完全消除對(duì)VBE依賴性。但是可以用簡(jiǎn)單的方法避免。RB從源VX連接到電流鏡基極，如圖5所示，形成參考電流IX電流。將等式9改寫為等式11:

等式12選擇RB等式13等式13中的VBE組件完全抵消，得出等式14:

等式14說(shuō)明，導(dǎo)入FB節(jié)點(diǎn)電流僅基于程控電壓，不受影響VBE影響。

無(wú)論使用哪種方法，都可以使用幾個(gè)組件為反相電軌創(chuàng)建程序控制輸出電壓。電路的復(fù)雜性因具體的系統(tǒng)要求而異。威爾遜電流鏡是較好的解決方案，因?yàn)樗梢缘玫捷^接近程序控制電壓的響應(yīng)。