本文主要介紹了 DC/DC 轉(zhuǎn)換器輸出電壓調(diào)整的方法，包括數(shù)字通信接口、數(shù)字輸入和模擬輸入三種方式，具體內(nèi)容如下：
*附件：DCDC 轉(zhuǎn)換器輸出電壓調(diào)整的方法.pdf

1. 數(shù)字通信接口
   • 工作原理 ：使用如或 PMBus 等數(shù)字通信接口調(diào)整輸出電壓，能在給定范圍內(nèi)以特定步長(zhǎng)設(shè)置大量離散值，還可實(shí)現(xiàn)更多系統(tǒng)控制、交互和故障報(bào)告功能。
   • 應(yīng)用案例 ：TPS62866 允許在 0.4V - 1.675V 范圍內(nèi)以 5mV 增量設(shè)置輸出電壓，用于主處理器核心電壓調(diào)整以優(yōu)化功耗和性能；TPS40428 雙相雙輸出降壓控制器采用 PMBus 實(shí)現(xiàn)多相應(yīng)用中的電壓調(diào)整。
2. 數(shù)字輸入
   • 工作原理 ：通過(guò)單個(gè)數(shù)字輸入信號(hào)（如 GPIO 引腳）在兩個(gè)電壓之間調(diào)整輸出，常用于 USB Type - C 端口或某些 MCU 以適應(yīng)功率傳輸需求或降低功耗。
   • 應(yīng)用案例 ：TPSM82480 和 TPS62136 等設(shè)備的 VSEL 功能，可將 USB Type - C 端口電壓從 5V 提升到 9V 實(shí)現(xiàn)快速充電；TPS62866 的 VSET 引腳與 VID 引腳結(jié)合，可設(shè)置啟動(dòng)電壓并在啟動(dòng)后改變輸出電壓；TPS62745 的四個(gè) VSELx 引腳可在運(yùn)行時(shí)改變輸出電壓，但只能在預(yù)定義值范圍內(nèi)調(diào)整。
3. 模擬電壓輸入
   • 工作原理 ：利用模擬信號(hào)（如電壓基準(zhǔn)、DAC 輸出或?yàn)V波后的 PWM 信號(hào)）通過(guò)電阻輸入到 FB 引腳來(lái)控制輸出電壓，可實(shí)現(xiàn)任意輸出電壓，適用于模擬 LED 調(diào)光和模擬電路偏置。
   • 應(yīng)用案例 ：使用 TPS62088 和 DAC53608，通過(guò)計(jì)算選擇合適電阻，可從 0.3V - 3V 的 DAC 輸出電壓產(chǎn)生 0.3V - 1.8V 的輸出電壓，且兩者測(cè)量數(shù)據(jù)與理想曲線匹配良好；TPS82130 電源模塊采用此技術(shù)可產(chǎn)生可變負(fù)輸出電壓用于光電路偏置；若無(wú)可用模擬電壓，可用 RC 濾波器對(duì) PWM 信號(hào)濾波來(lái)創(chuàng)建模擬電壓調(diào)整輸出電壓。
     

改變輸出電壓有助于優(yōu)化功率傳輸、降低功耗或正確偏置模擬電路，文中介紹的三種技術(shù)可根據(jù)具體需求調(diào)整輸出電壓，相關(guān)示例可應(yīng)用于特定系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

數(shù)字通信接口在調(diào)整 DC/DC 轉(zhuǎn)換器輸出電壓方面具有高度的靈活性和可控性，以下是文中提到的兩個(gè)應(yīng)用案例：

1. TPS62866 在主處理器核心電壓調(diào)整中的應(yīng)用

• 輸出電壓范圍及精度 ：TPS62866 允許輸出電壓在 0.4V 到 1.675V 之間，并且能夠以 5mV 為增量進(jìn)行精確設(shè)置。這種精細(xì)的電壓調(diào)整能力使得主處理器的核心電壓可以根據(jù)不同的工作條件和任務(wù)需求進(jìn)行精準(zhǔn)優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)功耗和性能之間的平衡。
• 啟動(dòng)電壓設(shè)置 ：通過(guò) VSET 引腳與電阻 R1 的配合，在總線激活前在硬件層面設(shè)置啟動(dòng)電壓。具體而言，不同的 R1 電阻值（來(lái)自 E96 系列）對(duì)應(yīng)不同的默認(rèn)輸出電壓，例如 249kΩ 電阻對(duì)應(yīng) 1.15V 的啟動(dòng)電壓，205kΩ 電阻對(duì)應(yīng) 1.10V 等。這種方式不僅節(jié)省了一個(gè)反饋（FB）電阻，降低了成本和尺寸，還提高了輸出電壓的準(zhǔn)確性，因?yàn)楸苊饬藘蓚€(gè) FB 電阻可能帶來(lái)的誤差。同時(shí)，由于電阻值僅在啟動(dòng)時(shí)測(cè)量，之后不消耗電流，從而提供了更低的泄漏電流。
• 功能拓展 ：TPS62866 集成了接口，其寄存器包含多種設(shè)置選項(xiàng)。除了能夠精確調(diào)整輸出電壓外，還可以進(jìn)行設(shè)備啟用、設(shè)備復(fù)位、可編程壓擺率（在改變輸出電壓時(shí)）、輕負(fù)載效率或最低紋波模式選擇、過(guò)溫警告、電流限制指示以及電源良好指示等操作。這些功能使得系統(tǒng)能夠?qū)﹄娫催M(jìn)行全面而細(xì)致的管理，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。例如，在處理器執(zhí)行不同任務(wù)時(shí)，可根據(jù)任務(wù)對(duì)性能和功耗的要求，通過(guò)通信動(dòng)態(tài)調(diào)整核心電壓，同時(shí)利用可編程壓擺率控制電壓變化的速率，避免因電壓突變對(duì)系統(tǒng)造成不良影響；過(guò)溫警告功能則可及時(shí)通知系統(tǒng)采取措施，防止因過(guò)熱損壞設(shè)備。

2. TPS40428 在多相應(yīng)用中的 PMBus 應(yīng)用

• 多相控制器功能 ：TPS40428 是一款雙相、雙輸出降壓控制器，適用于需要高功率密度和高效率的應(yīng)用場(chǎng)景。它利用 PMBus 接口實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的數(shù)字控制，這種基于物理層的通信協(xié)議允許系統(tǒng)通過(guò)預(yù)定義的命令集對(duì)電源進(jìn)行編程、監(jiān)控和故障管理，無(wú)需編寫(xiě)復(fù)雜的代碼。
• 典型應(yīng)用電路 ：在典型的多相應(yīng)用中（如圖 2 所示），TPS40428 通過(guò) PMBus 接口（PMBDATA、PMBCLK 和 SMBALERT 引腳）與系統(tǒng)進(jìn)行通信。它能夠精確控制兩個(gè)輸出電壓（VOUT1 和 VOUT2），并根據(jù)系統(tǒng)需求調(diào)整相位、占空比等參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)高效的功率轉(zhuǎn)換。例如，在服務(wù)器電源中，多個(gè) TPS40428 控制器可以協(xié)同工作，通過(guò) PMBus 進(jìn)行集中管理，根據(jù)不同的負(fù)載情況動(dòng)態(tài)調(diào)整各個(gè)相位的輸出，從而提高整個(gè)電源系統(tǒng)的效率，降低能耗。同時(shí)，PMBus 的故障報(bào)告功能可及時(shí)檢測(cè)并通知系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題，如過(guò)流、過(guò)壓等，以便系統(tǒng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施，確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

審核編輯 黃宇