調整可能なSMPSをデジタル制御するさまざまな方法

近くにコンセントがない場合に使用できるように、バッテリ駆動の調整可能なSMPSを作成したいので、このトピックに関する詳細情報や提案をお願いします。これを基にしているSMPSチップはLM2733です。

電源は、LiPo、電圧出力3V〜25V、最大500mAです。

SMPSチップをデジタルで制御できる方法はいくつかあります。1つは、SPIまたはI2Cを介してMCUで制御されるデジタルポットです。1024のステップポットで20mVのステッピングが得られます。これで十分です。私がデータシートで見たのは、ポットはデジタル抵抗器で5Vまでしか上がることができないということです。それはそのような設計の制限要因でしょうか？この方法は、私が見るものから、最も単純で最も要求の少ない方法のようです。

もう1つの方法はDACを使用することですが、SMPSのスイッチング速度よりも速くする必要があるかどうかはわかりません。データシートでは、出力コンデンサの前に分圧器が常に見えるためです。問題は、フィードバックピンが何を見たいのかわからないことです。インダクタからのランプアップとダウンの全体が必要であり、それを基準電圧と比較しますか、それとも単に各サイクルの平均電圧を見つけますか？

{this question}に似ていることは承知していますが、さらに情報やディスカッションを探しています。

データシートを読んだら、私は推測に挑戦します。チップは、出力が必要なレベルにあるとき、FBピンで1.23Vを期待します。通常、これは抵抗分割器によって設定されますが、D / Aで生成することはそれほど問題にならないと思います。ただし、13.3Kの抵抗は重要なようですので、そのままにしておきますが、出力電圧に接続する他の抵抗を削除し、基本的にマイクロコントローラー/ DACコンボに置き換えます。

私は考えてあなたがしなければならない必要があるすべてはあなたがそれをしたい場所の出力電圧があるときにDACの出力が1.23Vであることを確認していること。現実的な状態を維持するにはおそらく、DACの出力を抵抗分割器に似せたいと思うでしょう-希望の出力電圧が得られたら、FBピンで1.23Vを与えるマジック番号でSMPSの出力電圧を除算するだけです。

ただし、DACをどれだけ速く更新しなければならないかは疑問です。SMPSのスイッチング周波数は600KHzまたは1.6MHzですが、これはチップ内の制御ループの帯域幅ではありません。データシートにはそれが何であるかはあまりわかりませんが、CFを使用して8KHzで根軌跡にゼロを配置することについては触れています。ですから、大まかな推測では、10KHzでDACを変更するようにしてください-可能であれば100usごとに。

フィードバックピンはDCエラー電圧を想定しており、通常の要素（リップル、ノイズなど）が乗っています。アナログ電圧ループは帯域幅が制限されているため、有用な情報のみを使用してコンバータのデューティサイクルを決定します。

最も簡単な方法は、DAC出力と直列抵抗を使用して、FBノードに出入りする電流量をシンクまたはソースすることです。注入抵抗のサイズによって調整範囲が決まります。FB基準電圧は1.23Vであるため、DACがその基準を上または下に移動できる限り、電圧を上下に制御できます。

これは、下側の抵抗を調整可能にすることと同じです。

フィードバック分割器にいくつかの下部抵抗を追加し、NPNアレイを使用してそのうちの1つ（または一度にいくつか）をグランドに切り替えて出力電圧を切り替えるのはどうですか？

編集：通常のGPIOピンのみでこれを実行できるはずです。これらのピンは実際には1.23V（フィードバック電圧）を超えないため、オープンコレクター/ドレインスイッチとして機能します。

あなたがLM2733にどれだけコミットしているかはわかりません。メインフィードバックパスとは別に出力電圧制御を提供するチップを探すことをお勧めします。たとえば、LT3495。これにより、レギュレータの安定性に対して何をしているのかを気にすることなく、電圧を調整できます。