0V 至 -10V、1.5A LM337 PWM 功率 DAC

出处:维库电子市场网 发布于:2024-11-28 16:07:01 | 122 次阅读

  DAC 是低功耗设备,其功率和电流输出能力仅限于毫瓦和毫安范围。当然,没有根本原因它们不能与合适的功率输出级配合使用,这确实是常见的实践做法。问题解决了。
  但只是为了好玩,这种设计理念采用了不同的供电路径,将古老的(“L”代表“传统!”)LM337 稳压器合并到一个简单的(仅两个通用有源芯片)8 位 PWM DAC 中,以获得强大的 1.5A 能力。它还具有久经考验的 Bob Pease 杰作固有的过载和热保护功能。
  作为额外添加的零成本功能,输出电压精度(大部分:~90%)由LM337 内部电压基准的+ 2%(保证,通常更好)精度决定,而不是依赖于有时不可靠的稳定性逻辑电源轨,就像基本 PWM DAC 经常做的那样。

  图 1显示了该电路。

  图 1 LM337 与 4053 CMOS 开关联手打造了一款强劲的 PWM DAC。
  金属栅极 CMOS SPDT 开关 U1a 和 U1b 接受 10kHz PWM 5v 信号,为 U2 稳压器生成 +1.25V 至 -8.75V“ADJ”控制信号。 ADJ = +1.25 V 导致 U2 输出 0 V。令我感到奇怪的是,像 337 这样的负调节器有时需要正控制信号(在这种情况下,Vout 的负值小于 -1.25 V),但事实确实如此。 ADJ = -8.75 V 使其变为 -10 V。
  U1c 生成 PWM 信号的反相,提供主动纹波消除,如“通过模拟减法消除 PWM DAC 纹波”中所述。
  电流源 Q1 通过消除约 65 ?A(典型值)ADJ 引脚偏置电流来降低零失调误差。如前所述,通过R2 和 R3建立的反馈环路使满量程 -10 V 输出与 U2 的内部基准成比例。

  然而,这确实使输出电压成为 PWM 占空比的非线性函数,其功能(DF 从 0 到 1):Vout = -1.25 DF / (1 – 0.875 DF) ,如图 2所示。

  图 2 Vout(0 V 至 -10 V)与 PWM 占空比(0 至 1)的关系图。

  [Vout = -1.25 DF / (1 – 0.875 DF)]

  图 3绘制了图 2 的反图,产生给定 Vout 所需的 PWM DF。
  图 3 PWM 占空比(0 至 1)与 Vout(0 V 至 -10 V)的关系图。
  [PWM DF = Vout / (0.875*Vout – 1.25)]
  对于相应的 8 位 PWM 设置Dbyte = 256 DF = 256 Vout / (0.875*Vout – 1.25)。
  负电源轨 (V-) 可以是 -13 V(以满足 U2 的最小余量要求)和 -15 V(满足 U1 的最大额定电压)之间的任何电压。 DAC 精度将不受影响。
  U2 应充分散热,散热量等于输出电流乘以 V- 至 Vout 差值。最高可达两位数瓦特。 337 在结温高于 150 o C 时会进入热关断状态,因此请确保它能够通过湿食指嘶嘶声的“吐口测试!”
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