PWM动态调压（转载）

XL4013 BUCK电路的PWM调压和模拟调压方案

引言

当电压变化时，我们经常使用调压PWM或者模拟调压应用最广泛，本文给出了一个简单可行的FB点调压法。

原理图

图 1.调压原理图

图1中，以 XL以4013为例，简要说明蓝色标号部分（R1~R4，C3）为PWM调压电路，其中R1、R2为通常的分压电阻。VA模拟调压信号，VPWM为PWM调压信号，当调压信号为模拟信号时，C可省略3个电容器。

原理说明

芯片正常工作时，FB点电压平均值为稳定值，由两部分提供，一部分是VOUT，其二VA/VPWM（为方便， 以下只写成 VA）。然后，可以VOUT与VA看作两个独立电压源，利用叠加定理，可以列出下面的式子。

加号左边为VA单独作用时FB点电压，加号右侧为VOUT单独做用时 FB可以解决点的电压：

VOUT =? a ? VA b

其中：

式子中R1~R4，VFB都是定值，大于0，所以a和b均为0以上的定值，VOUT是VA函数图像如下：

图 2.理论上，输出电压和VA的关系

设计步骤

例：VIN=24V，我们需要VA在0~5V之间，输出0~15V可调，其中VFB=1.25V。计算原理图中各部件的参数

步骤 1：选定R2的值，R2的值通常可以是10K~100K之间选择，这里选择20K。

步骤 2：计算R3，R4的值。

当VA=输出最高电压150时V，故有:

当VA=VAMAX=5V时，VOUT=0V，故有:

上两种联立：

解得:

可选R3=R4=3.3KΩ。

步骤 3：计算R1的值。将R3，R在4代回步骤2的公式中，可以得到R1=2.5KΩ。

实验验证

根据上面计算的参数给出VA加0~5V电压与0~100占空比的电PWM信号(高电平5V，低电平0V，频率10KHz），使用XL4013（VFB=1.25V）进行验证：

原理图：

图 3.测试原理图

测试结果：

模拟调压：

PWM调压：

图 4.实测与理论VOUT的对比

图中红色为模拟调压，绿色为PWM调压，蓝色为理论值。从图中可以看出，无论是模拟调压还是模拟调压。PWM 所有的调压都符合理论值。

优缺点

1. 优点：简单可靠，成本低，线性好。

2. 缺点:计算复杂；PWM调压时，对单片机的驱动能力有一定要求；VA端悬时(通常不悬)，输出电压既不是最大值，也不是最小时。

注意事项

1. R3，R4尽量选择相似的，这样在PWM调压时，可以有更好的滤波器R3 R4不要太小，太小会增加 单片机驱动的难度不利于滤波。

2. PWM调压时，频率尽可能在1KHz以上，能保证更好的线性度。

3. R1~R电阻应至少保证1%的精度。

4. 受芯片FB精度的影响有一定的离散性。离散见下图(红色为标准VFB，绿色上偏2%VFB，蓝色下偏2%VFB）：

图 5.VFB离散对输出的影响。

常见问题

1. PWM信号需要反向。

2. PWM信号驱动能力不足。

图 6.反向电路和增强驱动力(电压跟踪器)电路

相关参数表(基准电低1).25V，5V PWM最低输出电压为0V）