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自动校准程序节省AC/DC电源转换器设计和制造的时间和成本
来源:本站整理  作者:佚名  2009-07-31 10:55:40



负载电压调整

  进行负载电压调整是为了使负载电压设定为正确的值。另外,电压检测输入的电阻分压网络也会引起误差,正如输入放大器本身会引起误差一样。ADM1041 允许调整负载电压。在一个12V系统中,控制器IC的输出电压分辨率可以达到12mV(0.1%误差)。这在240mV(2%误差)典型需求内通常是很好的。精确调整负载电压可使电流共享系统更为平衡。这会提高产品在电流共享和热平衡方面的可靠性。利用这种调整,还可以有意在输出电压中引入一个偏移量,以补偿线路损失。

  软件首先设置负载电压的零衰减。通过ADC,先测量负载电压,然后对ADM1041设置一些衰减(例如, 50LSB)。(用50LSB代替1LSB可以达到更精确的结果,因为测量的是平均值)。利用ADC再次测量新的负载电压。根据这两次测量结果,软件能够准确地计算出一个LSB产生的衰减量。因而可以计算出达到要求的负载电压所需要的衰减量。对ADM1041设置这个衰减值。因此在电源输出端就会得到正确的负载电压。

  负载电压调整的步骤如下:
  1.接通电源输出,施加一半的负载电流。
  2. 设置Reg 19h为00H,读出Vout,结果记为A。
  3. 将Reg 19h步长增加为100。Reg 19设置为64H,读出Vout,结果记为B。
  4. (A -B)就是100步长负载电压的变化量。
  5. ONE_STEP =(A -B)/ 100,这是一个步长负载电压的变化量。
  6. 计算设置Reg 19h的步长数NUM_STEPS以得到正确输出电压,公式为:NUM_STEPS =(A - Vdesired)/ ONE_STEP。
  7. 将Reg 19h 设置为NUM_STEPS。
  8. 输出电压现在应当被设置为正确的值。

  差模调整(共享总线调整)

  进行差模调整是为了使共享总线电压对于给定的负载电流达到准确。如果检测电阻不精确,就会造成误差。应该将这些误差消除。通过前面进行的共模调整,共模误差已经消除。共享总线指标还会因设计的不同而变化。利用寄存器能够校准共享总线意味着相同的电路可用于不同的共享总线,而且只需改变寄存器内容。使用外部运算放大器的共享总线,电压范围大于5V,也可以用这种方法进行调整。与共模调整的情况一样,差模调整也可通过一个独立的寄存器对共享总线偏移和斜率进行独立的调整。校准期间需要施加和撤去负载,可以使用一个能在 SM总线上通信的开关(例如,ADG715)根据需要来施加或撤去负载。

  在调整过程开始之前,软件需要知道系统的某些指标。它要请求无负载和满负载共享总线电压指标。接通电源输出,不施加负载。第一步是设定无负载共享总线电压。ADM1041上有一个专用于此的寄存器。这样,当共享总线偏移寄存器变化1LSB时,软件就可利用ADC测量共享总线电压的变化。根据测量结果,软件可计算出将共享总线无负载电压调整为要求值所需的LSB数,然后将其设置到共享总线偏移寄存器。

  下一步是校准满负载共享总线电压。此时,软件与连接满负载与电源的开关进行通信。共享总线电压由 ADC进行测量,结果送回软件。ADM1041的共享斜率寄存器可增加一个设定的LSB数(例如,20)。再次由ADC测量共享总线电压,结果送回软件。根据这两个测量结果,软件可计算出将共享总线满负载电压调整到要求值所需的LSB数,然后将其设置到共享总线斜率寄存器,见图5。


  在这一点上经常需要作进一步的调整。引入斜率会稍微影响偏移值。因此,无负载总线电压可能会发生变化。软件可以通过重新将偏移设置为要求值以及再次重新调整斜率来对其进行补偿。

  共享总线可调整到许多其他指标。许多电源指标是针对微小负载(例如,10%负载)而不是无负载。用户以连接微小负载代替无负载时,可用相同的开关配置实现这种调整。

  差模调整的步骤如下:
  1. 接通电源输出,不施加负载电流。
  2. 设置Reg 05h为00H,读出Vshro电压,结果记为A。
  3. 将Reg 05h增加到01H,读出Vshro电压,结果记为B。
  4. ONE_STEP =(A -B)。
  5. NUM_STEPS =(VSHRO_MIN-A)/ ONE_STEP。
  6. 设置Reg 05h为NUM_STEPS。
  7. 施加满负载电流,读出Vshro,结果记为C。
  8. 将Reg 06增加20步长,读出Vshro,结果记为D。
  9. ONE_STEP =(C- D)/20。
  10. NUM_STEPS =(VSHRO_MAX -C)/ ONE_STEP。
  11. 将Reg 06h设置为NUM_STEPS,Vshro现在应等于VSHRO_MAX。
  12. 差模调整结束。

  其他调整和结束程序

  通过校准软件还可以调整和同时设置过压保护(OVP)、过流保护(OCP)和欠压保护(UVP)指标值。软件可利用这种能力上下调整输出电压,以设置OVP和UVP跳变点。这些也都可以通过它们自己专用的寄存器独立设置。

  调整一旦结束,软件就能够将所有调整内容写入板上E2PROM。这些寄存器还可以锁定,以使其内容不能在现场或者被最终用户修改。这样可进一步提高安全程度。现在,已经全部完成了对电源校准和调整,将来会在每次上电时使用这些数据。可以在生产环境中添加一个传感器以识别新出现的电源。这可以作为触发器为生产线的下一个电源重启整个程序。该程序可在自动测试设备(ATE)环境中执行。

  现在,我们可以对AC/DC 电源转换器进行完全自动的调整和校准。这种自动调整和校准方法可提高速度,降低成本,增强可靠性并提高精度。

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