用于動(dòng)態(tài)電源控制型DAC的高瞬態(tài)電流5 V穩(wěn)壓器(CN0198)

DC-DC轉(zhuǎn)換器工作原理

片上DC-DC轉(zhuǎn)換器采用一種恒頻、峰值電流模式控制方案，以將4.5 V至5.5 V的AVCC輸入升壓，從而驅(qū)動(dòng)AD5755輸出通道。這些器件設(shè)計(jì)用于工作電流斷續(xù)模式(DCM)，占空比小于90%(典型值)。

斷續(xù)導(dǎo)通模式是一種工作模式，其中電感電流在較大比例的開關(guān)周期內(nèi)為零。DC-DC轉(zhuǎn)換器屬于異步器件，要求采用外部肖特基二極管。

DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出電壓

啟用通道電流輸出時(shí)，轉(zhuǎn)換器將VBOOST_X電源調(diào)節(jié)至7.4 V (±5%)或(IOUT × RLOAD + 裕量)(取較大值)。電壓裕量值約為3 V。在電壓輸出模式下，若輸出被禁用，轉(zhuǎn)換器將把VBOOST_X電源調(diào)節(jié)至+15 V (±5%)。在電流輸出模式下，若輸出被禁用，轉(zhuǎn)換器將把VBOOST_X電源調(diào)節(jié)至7.4 V (±5%)。

在通道內(nèi)部，VOUT_X級(jí)和IOUT_X級(jí)共用一個(gè)VBOOST_X電源，因此IOUT_X級(jí)和VOUT_X級(jí)的輸出可以連在一起。

DC-DC轉(zhuǎn)換器建立時(shí)間

在電流輸出模式下，步長(zhǎng)大于約1 V (IOUT × RLOAD)的建立時(shí)間將以DC-DC轉(zhuǎn)換器的建立時(shí)間為主。當(dāng)IOUT_X引腳需要的電壓與順從電壓之和低于7.4 V (±5%)時(shí)除外。負(fù)載越小，建立時(shí)間越快。當(dāng)電流步長(zhǎng)小于24mA時(shí)，建立時(shí)間也會(huì)更快。

DC-DC轉(zhuǎn)換器VMAX功能

最大VBOOST_X電壓在DC-DC控制寄存器中設(shè)置。達(dá)到該最大電壓時(shí)，DC-DC轉(zhuǎn)換器被禁用，VBOOST_X電壓則下降約0.4 V。當(dāng)VBOOST_X電壓下降時(shí)，DC-DC轉(zhuǎn)換器被重新啟用，電壓斜坡再次升到VMAX(若仍有必要)。

圖3. VMAX工作原理

從圖3可以看出，當(dāng)AD5755上升到VMAX值時(shí)，狀態(tài)寄存器中的DC-DCx位置位，但當(dāng)電壓下降到VMAX − 0.4 V時(shí)，DC-DCx位解除置位。

AVCC電源靜態(tài)電流要求

DC-DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)用于提供此數(shù)值的VBOOST_X電壓：VBOOST = IOUT × RLOAD + Headroom

這意味著，對(duì)于固定負(fù)載和輸出電壓，DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出電流可以通過(guò)下式計(jì)算：

其中：

IOUT是IOUT_X的輸出電流(單位：A)。

ηVBOOST為VBOOST_X的效率，表示為小數(shù)。

AVCC電源的壓擺電流要求

AICC在壓擺期間的電流要求大于靜態(tài)工作模式，因?yàn)檩敵龉β蕰?huì)增大，以便給DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出電容充電。如果無(wú)法提供足夠的AICC電流，AVCC電壓會(huì)下降。受AVCC下降影響，壓擺所需的AICC電流會(huì)進(jìn)一步增加。這意味著AVCC端的電壓會(huì)繼續(xù)下降，VBOOST_X電壓以及輸出電壓可能永遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到目標(biāo)值。由于該AVCC電壓為所有通道共用，所以這也可能會(huì)影響其他通道。

ADP2300 AVCC電源

ADP2300和某些分立元件用于創(chuàng)建簡(jiǎn)單的5 V電軌，滿足AD5755如前所述的電源電流要求。通過(guò)輸出電壓與FB引腳之間的一個(gè)電阻分壓器(見(jiàn)圖4)，可從外部設(shè)置輸出電壓。

圖4. ADP2300典型應(yīng)用(ADP2300評(píng)估板)