电源电路作为项目系统的电压与电流提供者，其性能优劣直接关乎整个电路工作的稳定性与可靠性，这是电子工程师们普遍熟知的要点。在进行电源电路设计时，工程师会依据项目系统的功能需求，精心挑选合适的匹配方案。
　　从输出电压的可调性角度来看，电源电路可分为固定型和可调型两类。固定型电源电路，如采用 1117 - 5.0V 电源芯片的电路，其输出电压被固定在 5.0V，不具备可调性；而可调型电源电路，像使用 LM2596 电源芯片的电路，输出电压具有可调性，并非固定值。
　　当工程师设计具体的电源电路时，如果是固定型类别，电路原理图方案相对简单。只需参照电源芯片数据手册规格书提供的参考电路，根据项目实际需求对一些外围器件参数进行微调，就能完成电源电路的方案设计。但若是可调性类别，电路原理图方案的设计则相对复杂。除了参考电源芯片的数据手册规格书提供的参考电路外，还需要工程师进行额外的电路设计。这是因为电源芯片的输出电压可调功能有三种实现形式，工程师可通过这三种不同的可调电源电路设计来达成电路项目的功能。
　　电源芯片的可调电压输出主要有以下三种电路设计方案：
　　01 固定电阻式
　　为了更直观地阐述电源芯片的可变电压输出功能，我们以 LM2596 电源芯片为例，详细说明其固定电阻式电路设计过程。LM2596 电源芯片是一款带有输出电压可调功能的降压式 DC - DC 电源芯片，其最大输入 VIN 电压为 40V，输出电压范围可达到 1.23V ~ 37V，输出电流能力为 1A。该芯片的引脚定义如下：
　　Pin 1 引脚 VIN：芯片的电源输入引脚；
　　Pin 2 引脚 ON：芯片的使能控制引脚，低电平有效；
　　Pin 3 引脚 GND：芯片的参考地引脚；
　　Pin 4 引脚 FB：芯片的输出反馈引脚，用于调节输出电压功能；
　　Pin 5 引脚 OUT：芯片的电压输出引脚。
　　　　在 LM2596 电源芯片应用电路图中，电阻 R2 与电阻 R3 的作用是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 的阻值被限定在 1K ~ 5K 范围内。工程师通过调节电阻 R2 与电阻 R3 的阻值比例关系，就能改变电源芯片 LM2596 电压输出的幅值。例如，当电阻 R2 的阻值为 3.1K，电阻 R3 的阻值为 1K 时，电压输出的幅值为 5.0V；当电阻 R2 的阻值为 7.44K，电阻 R3 的阻值为 1K 时，电压输出的幅值为 12.0V；当电阻 R2 的阻值为 18.6K，电阻 R3 的阻值为 2K 时，电压输出的幅值为 15.0V。
　　然而，这种电路设计方案存在一定缺陷。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会相应地被唯一确定，无法进行调节变更。也就是说，LM2596 电源芯片的电压输出可调功能是基于电阻 R2 与电阻 R3 的阻值可调关系，若这两个电阻的阻值被固定，电压的输出可调功能也就随之固定，失去了可调效果，这也是该电路设计被称为固定电阻式方案的原因。
　　02 可变电阻式
　　相较于固定电阻式方案的不足，可变电阻式方案能够有效克服这些缺点。我们仍以电源芯片 LM2596 的应用电路图为例进行说明。既然 LM2596 电源芯片的输出电压可调功能可通过调节两个固定电阻 R2 与电阻 R3 的阻值来实现，那么若选用滑动变阻器来代替电阻 R2，会产生怎样的效果呢？
　　在 LM2596 电源芯片的应用电路图中，用滑动变阻器取代电阻 R2 后，电阻 R2 的阻值就可以由工程师自由修改调节，而不像固定电阻式方案那样，一旦阻值确定就无法再修改。
　　　滑动变阻器的阻值会随着上面的滑动触点位置改变而改变，触点位置不同，其呈现的阻值也不同。为了更好地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 来代替传统体积较大且需要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。其引脚定义如下：
　　Pin 1 引脚 VDD：芯片的电源输入引脚；
　　Pin 2 引脚 GND：芯片的参考地引脚；
　　Pin 3 引脚 SCL：芯片的 IIC 串口通信时钟信号引脚，用于 IIC 通讯功能；
　　Pin 4 引脚 SDA：芯片的 IIC 串口通信数据信号引脚，用于 IIC 通讯功能；
　　Pin 5 引脚 W：芯片的电阻阻值输出引脚；
　　Pin 6 引脚 H：芯片的电阻工作端引脚。
　　　在数字电位器芯片 TPL040 简化电路图中，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 的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，从而实现电源芯片 LM2596 的输出电压可调功能。
　　不过，可变电阻式电路方案也并非十全十美，它存在两个主要缺陷。其一，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，这是因为 D 为单片机通信的二进制值，所以输出的电压不具有连续性；其二，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，这是因为电源芯片 LM2596 输出的电压在可调的过程中，可能不适合为其他芯片供电。
　　03 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，其电路设计方案的依据是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。固定电阻式方案是通过调节电阻 R2 与电阻 R3 阻值的比例关系来实现输出电压的可调功能；可变电阻式方案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输出电压的可调功能。这两种方案都是通过改变电阻的关系来达到电路设计的功能。
　　那么，除了改变电阻的关系，是否还有其他完全不同的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就能解决这个问题，其核心设计方案是通过调节电源芯片的参考电压 Vref 值，来实现输出电压的可调功能。
　　以 MPS 电源芯片 MP8864 为例进行深入剖析。电源芯片 MP8864 是一个具有 IIC 通信功能的数字稳压器，也属于降压型的 DC - DC 电源芯片，最大输入电压为 21V，输出电流为 4A。该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 ~ 1.87V，以 10mV 的步进进行修改调整。
　　在电源芯片 MP8864 应用电路图中，输出的电压依旧遵从关系式 Vout = Vref * （1 + R1 / R2），其中 Vref 为芯片的参考电压值。单片机借助于 IIC 通信接口，与电源芯片 MP8864 保持信息数据交换，从而实现控制电源芯片的内部参考电压 Vref 的幅值，进而达到输出电压的可调功能效果。
　　一言以蔽之，工程师利用单片机的软件程序具有可编程性，通过 IIC 通讯方式，修改调整电源芯片的内部参考电压 Vref 幅值，实现输出的电压可调功能，这就是可编程式电路设计方案。
　　然而，可编程式电路方案同样存在一些不足之处。一方面，其电路设计成本相比较固定电阻式与可变电阻式要高出一些；另一方面，与可变电阻式类似，单片机需要额外的电源芯片供电。