问：如何使用数字电位器生成可调电压输出？答：使用按钮式数字电位器。

本文介绍了一个完整的解决方案，可使用按钮式数字电位计来简单有效地控制高达20 V的电压。

完整的解决方案提供了可调电源，可用于需要可调电压输出的各种应用中。

图1显示了相应的具有可变输出功率的开关调节器，它使用数字电位器AD5116和具有集成推挽输出级的ADCMP371比较器。

通过添加开关而不是按钮，微控制器可用于调节电压。

AD5116具有64个可用的光标位置，端到端电阻的容差为±8％。

此外，AD5116内置一个EEPROM来存储光标位置，可通过按钮手动设置。

该功能对于需要固定标准上电电压的应用非常有用。

电路由高达20 V的电压VIN供电。

AD5116和ADCMP371的电源电压VDD也可以由VIN产生，例如通过诸如ADP121的稳压器。

图1.通过按钮控制的具有可变输出的高压开关调节器。

电路的工作原理输出电压VOUT由反馈网络的开关频率控制。

它通过分压器反馈到比较器，然后与数字电位计设置的参考电压进行比较。

如果从VOUT获得的电压高于参考电压，则比较器输出切换到低电平以阻断NMOS晶体管T1和PMOS晶体管T2，从而减小VOUT。

如果从VOUT取得的电压低于参考电压，则比较器输出切换到高电平，并且两个晶体管切换到导通状态（饱和），从而增加VOUT。

通过这种基于比较的功能，晶体管在开/关模式下以短脉冲工作，从而使每个晶体管的损耗保持较低。

除电位器的输出电压外，开关频率还受VOUT负载的影响。

随着数模转换器（DAC）的输出电压增加，T2的关断时间变长，比较器的输出也相应增加。

比较器输出提供了一系列更高频率和更快的正功率输出脉冲。

如果DAC输出电压下降，则情况相反。

滤波后的VOUT由公式1确定。

VW是电位计抽头W处的DAC输出电压。

AD5116的A抽头和B抽头之间的电阻的标称值为5kΩ，分为64级。

在该范围的较低端，典型的抽头电阻RW降至45到70Ω之间。

相对于GND的VW输出电压为：其中RWB为：RWB是抽头W和下端GND之间的电阻值。

RAB是电位计的总电阻。

VA是分压器串顶部的电压；在这个例子中，它等于VDD。

D是AD5116的RDAC寄存器中二进制代码的十进制等效项。

AD5116的RDAC寄存器由按钮PD和PU控制。

可以通过ASE引脚将默认的上电位置（例如VOUT = 0 V）存储在电位计的EEPROM中。

滤波器输出：减少纹波为了获得平稳的输出电压VOUT并减少由开关T1和T2引起的纹波，需要附加的滤波电路（见图2）。

设计该滤波器时，需要考虑AD5116的最大和最小开关频率及其工作电压范围。

对于图2所示的电路，开关频率范围约为1.8 Hz至500 Hz。

由于此值相当低，因此在确定滤波器的截止频率时通常需要使用较大的R，L和C值。

但是，滤波器的串联电阻和输出负载形成一个分压器，从而降低了输出电压。

因此，在选择R值时，应选择一个相对较低的值。

该电路使用一个简单的RLC低通滤波器。

R和C分别为50Ω和330μF，L为100 nH。

在构建该电路时，您还可以选择使用脉冲宽度调制器（PWM）来驱动晶体管和上游误差放大器。

参考文献CN-0405：带按钮控制的高压输出DAC。

ADI，2017年3月。

图2.滤波电路，用于平滑输出电压