在电子电路设计领域，电源电路作为项目系统电压与电流的提供者，其性能直接关乎整个电路工作的稳定性与可靠性。在进行电源电路设计时，工程师通常会依据项目系统的功能要求，挑选合适的匹配方案。
　　电源电路按照输出电压的可调性，可分为固定型和可调型两类。固定型电源电路，如 1117 - 5.0V 电源芯片的电源电路，其输出电压固定为 5.0V，不具备可调性；而可调型电源电路，像 LM2596 电源芯片的电源电路，输出电压具有可调性。
　　对于固定型电源电路，其电路原理图方案相对简单。工程师只需依据电源芯片数据手册规格书提供的参考电路，结合项目实际需求，对一些外围器件参数进行微调，就能完成设计。然而，可调型电源电路的原理图设计则较为复杂。除了参考电源芯片数据手册规格书的参考电路外，还需要工程师进行额外的电路设计。因为电源芯片的输出电压可调功能有三种实现形式，下面我们来详细了解这三种电路设计方案。
　　固定电阻式
　　以 LM2596 电源芯片为例，它是一款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，输出电压范围在 1.23V 至 37V 之间，输出电流能力为 1A。其引脚定义明确，Pin 1 为电源输入引脚 VIN，Pin 2 是使能控制引脚 ON（低电平有效），Pin 3 为参考地引脚 GND，Pin 4 是输出反馈引脚 FB 用于调节输出电压，Pin 5 为电压输出引脚 OUT。
　　在 LM2596 电源芯片应用电路图中，电阻 R2 与电阻 R3 用于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 的阻值存在量化关系，即 Vout = Vref * （1 + R2 / R3），其中 Vref = 1.23V，R3 的阻值限定在 1K 至 5K 范围内。通过调节电阻 R2 与电阻 R3 的阻值比例关系，就能改变电源芯片 LM2596 的电压输出幅值。例如，当电阻 R2 的阻值为 3.1K，电阻 R3 的阻值为 1K 时，电压输出幅值为 5.0V；当电阻 R2 的阻值为 7.44K，电阻 R3 的阻值为 1K 时，电压输出幅值为 12.0V；当电阻 R2 的阻值为 18.6K，电阻 R3 的阻值为 2K 时，电压输出幅值为 15.0V。不过，这种电路设计方案存在缺陷。在实际项目开发中，一旦电阻 R2 与电阻 R3 的阻值确定，LM2596 电源芯片的输出电压就被唯一确定，无法再进行调节变更，这也是该电路设计被称为固定电阻式方案的原因。
　　　　可变电阻式
　　为了克服固定电阻式方案的不足，可变电阻式方案应运而生。在 LM2596 电源芯片的应用电路图中，若用滑动变阻器取代电阻 R2，电阻 R2 的阻值就可以由工程师自由修改调节。滑动变阻器的阻值会随着上面的滑动触点位置改变而变化。为适应小体积尺寸的电路设计要求，工程师可以选择数字电位器芯片 TPL0401 代替传统体积较大且需手动调节的滑动变阻器。
　　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 方式。其引脚定义为：Pin 1 是电源输入引脚 VDD，Pin 2 是参考地引脚 GND，Pin 3 是 IIC 串口通信时钟信号引脚 SCL，Pin 4 是 IIC 串口通信数据信号引脚 SDA，Pin 5 是电阻阻值输出引脚 W，Pin 6 是电阻工作端引脚 H。
　　在数字电位器芯片 TPL0401 的简化电路应用图中，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 应用电路图中的电阻 R2。由电源芯片 LM2596 与数字电位器芯片 TPL0401 共同组成的电路就是可变电阻式方案。工程师可以通过单片机的软件程序，借助 IIC 通讯，控制并调节数字电位器 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））（其中 Vref = 1.23V，R2 为数字电位器 TPL0401 芯片的输出电阻阻值 D / 128，受单片机软件程序控制，D 为单片机通过 IIC 控制输出的二进制所对应的数字值），实现电源芯片 LM2596 的输出电压可调功能。然而，可变电阻式方案也存在一些缺陷。一方面，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，导致输出的电压不具有连续性；另一方面，数字电位器芯片 TPL0401 与单片机的工作电源，需要额外的电源芯片提供，因为电源芯片 LM2596 输出的电压在可调过程中，可能不适合为其他芯片供电。
　　　可编程式
　　综合分析固定电阻式与可变电阻式两个电路方案可知，电源芯片的可调电压输出功能，其电路设计方案依据输出的电压量化关系式 Vout = Vref * （1 + R2 / R3）（其中 Vref 为电源芯片的参考电压）。固定电阻式方案通过调节电阻 R2 与电阻 R3 阻值的比例关系实现输出电压的可调功能，可变电阻式方案则是单片机通过软件程序控制数字电位器芯片 TPL0401 输出的电阻阻值来实现。那么，是否存在其他方式也能实现输出电压的可调功能呢？可编程式的电路设计方案给出了答案。

　　以 MPS 电源芯片 MP8864 为例，它是一个具有 IIC 通信功能的数字稳压器，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 参考电压幅值变化范围为 0.6V 至 1.87V，以 10mV 的步进修改调整。在电源芯片 MP8864 应用电路图中，输出的电压依旧遵从 Vout = Vref * （1 + R1 / R2）的关系式，单片机借助 IIC 通信接口，与电源芯片 MP8864 进行信息数据交换，从而控制电源芯片的内部参考电压 Vref 的幅值，进而实现输出电压的可调功能。这就是可编程式电路设计方案。不过，该方案也存在不足，电路设计成本相对固定电阻式与可变电阻式要高一些，并且与可变电阻式类似，单片机需要额外的电源芯片供电。

　　总结
　　电源芯片的可调电压输出功能虽有三种不同的电路设计方案，但都可归纳为 Vout = Vref * （1 + R1 / R2）。固定电阻式方案通过改变调节电阻 R1 与电阻 R2 的比例关系实现可调电压输出；可变电阻式方案是单片机通过 IIC 接口控制改变电阻 R2 的阻值来实现；可编程式方案则是单片机通过 IIC 接口控制改变芯片的内部参考电压 Vref 幅值来实现。