电源芯片的可调电压输出功能竟存在三种不合的电路设计筹划_电阻_芯片

电源电路，按照输出电压的可调性，可以分为两类

一类为固定型：如1117-5.0V电源芯片的电源电路，其输出的电压被固定在5.0V，不具可调性；

一类为可调型：如LM2596电源芯片的电源电路，其输出的电压具有可调性，并非固定值；

电源电路

工程师在设计详细的电源电路

如果是固定型种别，其电路事理图方案较为大略，只需依据电源芯片数据手册规格书供应的参考电路，按照项目的实际需求，对外围器件参数进行轻微的调度，即可完成电源电路的方案设计。

如果是可调性种别，其电路事理图方案的设计，相对付固定型种别，较为繁芜一些，除了可以参考电源芯片的数据手册规格书供应的参考电路，还需引入工程师额外的电路设计；缘故原由紧张表现在电源芯片的输出电压可调功能，它具有三种实现形式；工程师可以通过这三种不同的可调电源的电路设计，实现电路项目的功能。

电源芯片的可调电压输出，实在现方案详细是包含哪三种电路设计呢？

（1）固定电阻式

（2）可变电阻式

（3）可编程式

为了更形象更详细的描述电源芯片的可变电压输出功能，以LM2596电源芯片为例解释，详细阐述它的固定电阻式电路设计过程。

LM2596电源芯片

查看数据手册规格书，LM2596电源芯片属于带有输出电压可调功能的降压式DC-DC电源芯片，最大输入VIN电压为40V，输出电压范围可以达到1.23V~37V，输出电流能力1A；芯片的引脚定义

理解完LM2596电源芯片的基本电路功能以及芯片引脚定义，其范例运用电路图

LM2596运用电路图

在LM2596电源芯片运用电路图中，电阻R2与电阻R3的浸染便是实现电压输出的可调功能；输出的可调电压与电阻R2和电阻R3的阻值量化关系

Vout = Vref （1 + R2 / R3）

个中Vref = 1.23V，R3的阻值被限定在1K~5K范围内；

工程师调节电阻R2与电阻R3的阻值比例关系，就可以达到改变电源芯片LM2596电压输出的幅值；举例解释

电阻R2的阻值为3.1K，电阻R3的阻值为1K，电压输出的幅值则是5.0V；

电阻R2的阻值为7.44K，电阻R3的阻值为1K，电压输出的幅值则是12.0V；

电阻R2的阻值为18.6K，电阻R3的阻值为2K，电压输出的幅值则是15.0V；

这便是工程师通过不同阻值的电阻，实现可变电压的输出效果；虽然这种电路设计方案能达到功能，但也存在一些毛病，详细表现为

在实际项目开拓中，电阻R2与电阻R3的阻值一旦被确定下来，LM2596电源芯片的输出电压就被相应的唯一确定，无法调节变更；换言之，LM2596电源芯片的电压输出可调功能，是利用电阻R2与电阻R3的阻值可调关系，如果电阻R2与电阻R3的阻值被固定，电压的输出可调功能也就被固定，不再具有可调功能，失落去了可调效果；

这也是为什么此电路设计可以被称之为固定电阻式方案的缘故原由。

比较较固定电阻式方案存在的不敷，可变电阻式方案就能战胜它的缺陷，就能较好地办理这个存在的不敷之处。

工程师可能会心存疑问，什么是可变电阻式方案？可变电阻式方案是如何办理固定电阻式这个方案毛病的呢？仍旧以电源芯片LM2596的运用电路图为案例解释

既然LM2596电源芯片的输出电压可调功能，是可以通过调节两个固定电阻R2与电阻R3的阻值实现，那么如果工程师选用滑动变阻器来代替电阻R2呢？效果会是如何呢？

在LM2596电源芯片的运用电路图中，将滑动变阻器取代电阻R2，电阻R2的阻值就可以“自由”地被工程师修正调节，而非像固定电阻式一样，一旦阻值被确定，则不能再修正，被固定在电路中了；

滑动变阻器

一个基本的电路知识，滑动变阻器的阻值，是随着上面的滑动触点位置改变而改变的，触点位置不同，滑动变阻器呈现的阻值也不同。

为了更好的适应小体积尺寸的电路设计哀求，工程师可以选择数字电位器芯片TPL0401代替传统体积较大且须要手动调节的滑动变阻器。

喜好追根溯源的工程师，电路设计水平不会差；在详细向工程师先容可变电阻式电路方案之前，首先须要对数字电位器芯片TPL0401做个基本的认识。

数字电位器芯片TPL0401是一个具有128位置分辨率的可调电阻器，最大输出阻值为10K，与单片机的通讯接口为IIC办法。

数字电位器芯片TPL0401引脚定义

TPL0401芯片引脚定义图

理解完数字电位器芯片TPL0401的基本功能后，再来看一下它的简化电路运用图，更随意马虎地有效帮助工程师理解

TPL0401芯片简化电路图

在数字电位器芯片TPL040简化电路图中，左边SCL与SDA直接连接单片机的IIC通讯接口，芯片的W引脚与H引脚短接，直接代替电源芯片LM2596的运用电路图中的电阻R2。

由电源芯片LM2596与数字电位器芯片TPL0401共同组成的电路，便是可变电阻式方案。

可变电阻式方案

工程师可以通过单片机的软件程序，借助IIC通讯，掌握并调节数字电位器TPL0401芯片W脚输出的电阻阻值，依据电源芯片LM2596的输出电压关系式

Vout = Vref （1 + R2 / R3）= Vref （1 + D / （128 R3））

个中Vref = 1.23V，R2为数字电位器TPL0401芯片的输出电阻阻值D / 128，受单片机软件程序掌握，D为单片机通过IIC掌握输出的二进制所对应的数字值，工程师就实现了电源芯片LM2596的输出电压可调功能。

至此，工程师相信理解了可变电阻式的电路设计方案事理和它的详细设计过程。
之以是称之为可变电阻式方案，紧张是由于数字电位器TPL0401输出的电阻阻值是由单片机掌握，属于自由可变更改调节的范畴。

研究可变电阻式电路方案，也并非十全十美，与固定电阻式方案一样，也存在一些遗憾毛病之处。
紧张包含两个方面：

其一：数字电位器芯片TPL0401输出的电阻阻值D / 128，为非连续值，属于离散型，缘故原由是D为单片机通信的二进制值，以是输出的电压不具有连续性；

其二：数字电位器芯片TPL0401与单片机的事情电源，须要额外的电源芯片供应，这是由于电源芯片LM2596输出的电压在可调的过程中，可能不适宜供应其他芯片供电；

03 可编程式

在综合剖析固定电阻式与可变电阻式两个电路方案后，可以得出的基本结论：

电源芯片的可调电压输出功能，其电路的设计方案依据是输出的电压量化关系式，参考为

Vout = Vref （1 + R2 / R3），个中Vref为电源芯片的参考电压；

固定电阻式方案是通过调节电阻R2与电阻R3阻值的比例关系，实现输出电压的可调功能；可变电阻式方案是单片机通过软件程序掌握数字电位器芯片TPL0401输出的电阻阻值，实现输出电压的可调功能；这两种方案均是通过改变电阻的关系，达到电路设计的功能。

除了这种改变电阻的关系，能达到这种输出电压的可调功能之外，是否存在其他的完备不同的办法，也能达到输出电压的可调功能呢？

能回答这种问题的工程师，至少证明离升职加薪又进了一步，恭喜恭喜~~~

可编程式的电路设计方案就能办理与回答这个问题，它的核心设计方案是通过调节电源芯片的参考电压Vref值，实现输出电压的可调功能。

以MPS电源芯片MP8864为案例，进行深入的阐发

3.1 电源芯片MP8864基本特性

电源芯片MP8864，是一个具有IIC通信功能的数字稳压器，也属于降压型的DC-DC电源芯片，最大输入电压为21V，输出电流为4A；电源芯片内部的参考电压Vref，具有软件编程可控性，且Vref参考电压幅值变革范围为0.6V~1.87V，以10mV的步学习正调度；

3.2 电源芯片MP8864运用电路图

在电源芯片MP8864运用电路图中，输出的电压依旧屈服之前的关系式

电源芯片MP8864运用电路图

Vout = Vref （1 + R1 / R2），Vref为芯片的参考电压值；单片机借助于IIC通信接口，与电源芯片MP8864保持信息数据交流，可以实现掌握电源芯片的内部参考电压Vref的幅值，继而达到了输出电压的可调功能效果。

一言以蔽之，工程师利用单片机的软件程序具有可编程性，通过IIC通讯办法，修正调度电源芯片的内部参考电压Vref幅值，实现输出的电压可调功能，这便是可编程式电路设计方案。

可编程式电路方案，同样也存在一些不敷毛病之处

a，电路设计本钱，比较较固定电阻式与可变电阻式要赶过一些；

b，与可变电阻式类似，单片机须要额外的电源芯片供电；

电源芯片的可调电压输出功能，虽然实现的办法含有三种不同的电路设计方案，但三种不同的电路设计方案可归纳总结为

Vout = Vref （1 + R1 / R2）

1，固定电阻式

改变调节电阻R1与电阻R2的比例关系，达到电源芯片的可调电压输出功能；

2，可变电阻式

单片机通过IIC接口，掌握改变电阻R2的阻值，达到电源芯片的可调电压输出功能；

3，可编程式

单片机通过IIC接口，掌握改变芯片的内部参考电压Vref幅值，达到电源芯片的可调电压输出功能；

工程师在实际事情项目开拓中，

在面对一些较为大略的电路项目设计需求，优先选用固定电阻式的电路设计方案，设计本钱低廉，方案成熟，易于量产，故障率低；

在面对一些较为繁芜且功能多样化的电路项目设计需求，输出的电压可调功能具有软件任意修正性，优先选用可编程式的电路设计方案，其次再考虑利用可变电阻式的电路设计方案，情由是设计本钱以及电路的稳定可靠性。

本文由【芯片哥】原创撰写，一个只谈电子元器件与芯片的工程师，喜好就关注芯片哥，和芯片哥一起加油吧！