ZHDT023 April   2026 DAC8771 , DAC8775 , LMR51606 , LMR54406 , TLV9301 , XTR200

 

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  3. 1 选择合适的 DC/DC 转换器
  4. 2 控制 DC/DC 输出
  5. 3 使用拉电流的示例电路
  6. 4 使用电压反馈的示例电路
  7. 5 测量和性能
  8. 6 精度和噪声
  9. 7 稳定时间和动态性能
  10. 8 结语
  11. 9 其他资源
  12. 10关于作者

3 使用拉电流的示例电路

图 4 显示了使用运算放大器、PMOS 晶体管 M1 和电阻器构建的高侧电流源。公式 8 计算产生的电流为：

方程式 7. I t a = ( V S - V O U T ) / R c

您需要考虑运算放大器的输入/输出和电源范围以及 M1 的最大栅源电压 (VGS)。通过移除运算放大器进一步简化电路，方程式 8 计算产生的电流为：

方程式 8. I t a = ( V S - V O U T + V t h ) / R c

这种方法节省了功耗、成本和面积，但会因阈值电压 (Vth) 的变化而导致电流存在一定的不精确性。

电流源反馈电路。图 4 电流源反馈电路。

TI XTR200 是一款 4-20 mA 电流变送器，其 VS 范围为 8V 至 60V，VH 为 3V。如果负载高达 800Ω，在 20mA 电流下，VOUT 最高可达 16V。该 VS 必须跟随输出变化。当 VOUT = 0V 时，VS = 8V；当 VOUT = 16V 时，VS = 19V。使用方程式 8 和方程式 5 来计算电阻 Rt、Rb 和 Rc。您会发现，如果不为低 VOUT 增加余量，就无法维持 VH >3V。

电阻值 Rt = 80kΩ、Rb = 3kΩ 和 Rc = 60kΩ 会产生如图 5 所示的输出-电源曲线。余量取决于输出，因为该简单设计仅使用 Rc 作为设计变量。更复杂的电路可以克服这一限制。但即使使用该简单电路，与非自适应情况相比，最大功耗也降低了一半或更多。任何低功耗轨到轨运算放大器（如 OPA2990）都可以代替 U2，如图 6 所示。

VS-VOUT、VH-VOUT 关系。图 5 VS-VOUT、VH-VOUT 关系。
使用带自适应电源的 XTR200 的输出级。图 6 使用带自适应电源的 XTR200 的输出级。
注： 仿真：开关稳压器的仿真时间非常长。将 DC/DC 替换为具有相似 VREF 以及类似输入和输出范围的低压降稳压器 (LDO) 可以加快直流仿真，并便于创建传递函数曲线。如果 LDO 具有不同的 VREF，请在反馈节点和 LDO 的实际反馈节点之间插入一个压控电压源 (VCVS)。例如，如果 VREF = 1.2V，而您想为 VREF = 0.8V 的 TI LMR54406 降压转换器进行设计，则可以添加一个增益为 1.5 的 VCVS，将 0.8V 转换为 1.2V。