【導讀】本文探討如何通過動態電壓調整(DVS)來實現精密電壓調節。DVS是一種根據預期的負載瞬變將輸出電壓稍微調高或調低的過程。本文介紹如何使用特定IC實現可靠的電壓監控。

簡介

當需要嚴格調節的電源電壓時，可以利用開關穩壓器數據手冊中的直流電壓精度規格。該精度值通常為±1%或±0.5%。ruguodianyazhuanhuanqizaifankuilujingzhongshiyongwaibudianzufenyaqi，jinxingdianyajingdujisuanshibixuyaobaohandianzuderongcha。ciwai，chulezhiliujingduwai，haibixukaolvdongtaidianyajingdu。ruguofashengfuzaishunbian，jifuzaituranxiaohaogaodianliu，zeshengchengdedianyakenenghuidiyuhuogaoyushedingdiandianya
，ranhouwendingzaishedingdianshuiping。cixingweiqujueyukongzhihuanludesudu。duiyubixuyangetiaojiedianyuandianyadeyingyong
，zaicileifuzaishunbianqijiantongchangyexuyaotigongjingmidianya。tu1顯示了發生負載瞬變後時域中的典型電壓響應。可以看到，100μs後連接了一個負載，400μs後斷開了該負載。

圖1.發生負載瞬變後電源的典型電壓響應

DVS技術的優勢

DVS具備多種優勢，有助於實現更高精度的精密電壓調節。利用DVS技術

，可以在設定點附近調整輸出電壓，以補償負載瞬變並提供更嚴格的調節。

如圖1所示，負載瞬變後的電壓波動通常比電源電壓的直流精度限值高出許多倍。圖1中的虛線顯示了1%的精度限值。

為了將這些有時非常高的電壓波動控製在規定的精度範圍內，使用DVS是有意義的。例如
，當負載較低時，假設接下來會發生負載瞬變至高負載的情況。因此，在發生負載瞬變之前
，輸出電壓會稍微提高（例如提高到5.2 V）。但電壓下降的幅度不會因此而改變。電壓不是從5 V下降到4.75 V
，而是從5.2 V下降到4.95 V。當存在高負載電流時

，電壓會稍微降低
，因為一般預計負載會在某個時刻再次下降。這樣電壓過衝就不會那麼高了。

圖2所示的降壓開關穩壓器電路就是一個簡單的DVS實現方案。例如，通過將微控製器信號施加於V_SEL引腳


，指示是否應稍微提高產生的電壓。使用簡單的DVS實現方案時，係統必須生成此指令並將其提供給開關穩壓器。有些開關穩壓器則實施了更複雜的DVS係統。使用這些係統時，針對DVS切換的各個負載閾值可以直接編程設置。

圖2.通過V_SEL引腳實現簡單DVS的降壓穩壓器

在某些情況下


，需要嚴格調節電壓的應用可能需要監控IC來(lai)檢(jian)查(zha)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)壓(ya)是(shi)否(fou)確(que)實(shi)在(zai)容(rong)差(cha)範(fan)圍(wei)內(nei)。當(dang)沒(mei)有(you)負(fu)載(zai)瞬(shun)變(bian)時(shi)
，通(tong)過(guo)一(yi)個(ge)簡(jian)單(dan)的(de)電(dian)源(yuan)監(jian)控(kong)器(qi)芯(xin)片(pian)就(jiu)足(zu)以(yi)檢(jian)查(zha)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)，該(gai)電(dian)壓(ya)通(tong)常(chang)位(wei)於(yu)一(yi)個(ge)很(hen)窄(zhai)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)。然(ran)而(er)
，這(zhe)不(bu)適(shi)用(yong)於(yu)DVS係統，因為其直流電壓有兩個不同的值：DVS意味著該值有時較高，有時較低。

特殊的監控IC（例如MAX20480電源係統監視器）也可以與DVS係統一起使用
，以實現可靠的電壓監控。MAX20480具有數字I²C接口；就像圖2中的開關穩壓器一樣，它可以通過V_SEL引腳動態切換，在使用DVS係統時可用於監控較高或較低的直流電壓。圖3顯示了圖2中DVS開關穩壓器的框圖，其中增加了支持DVS的電壓監控IC。

圖3.使用支持DVS的電源監控器對高度關鍵型應用進行監控

結語

使用一些有趣的解決方案可生成具有高直流精度和動態精度的精密電源電壓。DVS特別有用。許多支持DVS的特殊IC（包括MAX20480電源監控器IC）可用於監控產生的電壓。此類IC可提高性能
，同時降低與電源轉換係統相關的成本。

關於ADI公司

Analog Devices, Inc. (NASDAQ: ADI)是全球領先的半導體公司，致力於在現實世界與數字世界之間架起橋梁，以實現智能邊緣領域的突破性創新。ADI提供結合模擬、數字和軟件技術的解決方案，推動數字化工廠、汽車和數字醫療等領域的持續發展，應對氣候變化挑戰，並建立人與世界萬物的可靠互聯。ADI公司2022財年收入超過120億美元，全球員工2.4萬餘人。攜手全球12.5萬家客戶，ADI助力創新者不斷超越一切可能。更多信息，請訪問www.analog.com/cn。

關於作者

Frederik Dostal是一名擁有20多年行業經驗的電源管理專家。他曾就讀於德國埃爾蘭根大學微電子學專業
，並於2001年加入National Semiconductor公(gong)司(si)，擔(dan)任(ren)現(xian)場(chang)應(ying)用(yong)工(gong)程(cheng)師(shi)，幫(bang)助(zhu)客(ke)戶(hu)在(zai)項(xiang)目(mu)中(zhong)實(shi)施(shi)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)，進(jin)而(er)積(ji)累(lei)了(le)不(bu)少(shao)經(jing)驗(yan)。在(zai)此(ci)期(qi)間(jian)
，他(ta)還(hai)在(zai)美(mei)國(guo)亞(ya)利(li)桑(sang)那(na)州(zhou)鳳(feng)凰(huang)城(cheng)工(gong)作(zuo)了(le)4年，擔任應用工程師
，負責開關模式電源產品。他於2009年加入ADI公司

，先後擔任多個產品線和歐洲技術支持職位，具備廣泛的設計和應用知識，目前擔任電源管理專家。Frederik在ADI的德國慕尼黑分公司工作。

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