数字电位器在电源上的应用

０ 引言 某产品探测器的灵敏度是通过供电电源来进行
调节的。当目标信号过大时，探测器输出的信号较 大，噪音也大，不利于产品的控制，需要调节探测器 的电源，使电源电压变小，降低探测器的灵敏度；当 目标信号过小时，探测器输出信号过小，影响产品的 控制，可以调节探测器的电源，使电源电压变大，提 高探测器的灵敏度，因此需要一个可控的直流电源， 但在早期的设计过程中是达不到的。随着科学技术 的发展，特别是数字电位器的出现，使可控电源成为 可能。 １ 集成稳压电路原理分析
我们平常所用的可调电源较多，其中由 ＬＭ３１７ 集成稳压电路构成 的 应 用 电 路 较 为 常 见。ＬＭ３１７ 尺寸小，性能指标好，使用灵活简单，是近年来广泛 应用的 产 品。 ＬＭ３１７具 有 典 型 的 三 端 稳 压 器 结 构 （外形如图 １所示），同时输出电压可在（１２～３５）Ｖ
之间连续调节，输出电流最大为 １Ａ，最小为 ５ｍＡ。 基准电压为 １２５Ｖ，即 ２脚输出端与 １脚调整端之 间固定不变的电压值。
朱鹏等：数字电位器在电源上的应用
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数字电位器在电源上的应用
朱 鹏 王前程
（中国空空导弹研究院，河南 洛阳 ４７１００９）
摘 要：本文分析了集成稳压电路与数字电位器的使用原理，并通过利用数字电位器的阻值变化，来达到调整电源输出电压大小的目的，为数 字电位器在电源上的应用提供了设计思路。 关键词：集成稳压电路；数字电位器；阻值 中图分类号：ＴＢ９ 文献标识码：Ａ 国家标准学科分类代码：４１０５５ ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４－６９４１．２０２０．２．０２０
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图 ２ ＬＭ３１７应用电路
２ 数字电位器原理分析 随着科技的发展，数字电位器的使用越来越广
泛。数字电位器由数字量输入控制，产生一个模拟 量的输出，是一种新型的可编程电阻器。它的种类 较多，使用方法基本相近，以 ＡＤ５２９０为例，其内部 功能如图 ３所示。
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图 １ ＬＭ３１７引脚结构
由 ＬＭ３１７构成的应用电路如图 ２所示。 图 ２中，Ｒｐ为滑动变阻器；电容 Ｃ１为前级整流 电路的滤波电容；电容 Ｃ２用于抑制高频干扰；电容
作者简介：朱鹏，男，助理工程师。
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《计量与测试技术》２０２０年第 ４７卷第 ２期
数字电位器靠微机写入 的 字 节 来 调 整 阻 值， ＡＤ５２９０是 ８位控制，例如采用 ２０ｋ的数字电位器， 通过计算，可以平分成 ２８等分（２５６分）的阻值，输入 字节的数值乘以平分的阻值，就是数字电位器输出 的阻值，输入的字节数以 Ｒｘ为例，数字电位器的阻 值 Ｒｓ可用下列公式进行计算：
Ｒｓ＝（Ｒｘ／４０９６）×２０（ｋΩ） 通过移位寄存器的方式可将数据写入数字电位 器，数据写入方式如图 ４所示。
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图 ３ 数字电位器内部功能
图 ３中，管脚 Ａ、Ｗ、Ｂ是数字电位器电阻输出 管脚，管脚 ＶＤＤ是电源输入，管脚 ＤＧＮＤ是电源地，
管脚 ／ＣＳ是写信号选通，管脚 ＳＤ０和 ＳＤＩ数据输入 端，管脚 ＣＬＫ是脉冲输入端。
（１）电源 电 压 变 化 不 宜 过 快，过 快 会 影 响 使 用 寿命；
（２）因为 数 字 电 位 器 的 功 率 过 小，输 出 的 电 流 不宜过大；
（３）注意数字电位器的接法。上电时若未对数 字电位器写入数据，数字电位器应保持最大阻值。
由于数字电位器阻值稳定，调节范围大，调节的 阻值精准，可以做到精密电源输出，若加上对输出电 压的测试与反馈，可以形成闭环控制，使电源输出的 稳定性得到进一步可靠的保证，同时也可弥补一些 电源芯片不足的问题。 ４ 结束语
Ｕ２１／Ｒ１ ＝Ｕｏ／（Ｒ１ ＋Ｒｐ） 整理可得： Ｕｏ＝（１＋ Ｒｐ／Ｒ１）×１２５（Ｖ） 依据公式可以看出，Ｒｐ电阻阻值的变化，可以改 变其输出电压 Ｕｏ，若将滑动变阻器改成数字电位 器，并通过软件对其阻值的控制，可以达到控制电源 的目的。
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Ｃ３用 于 抑 制 输 出 电 压 的 纹 波；电 容 Ｃ４用 于 克 服 ＬＭ３１７的自激振荡（因为 ＬＭ３１７内部电路工作于深 度负反馈）。ＬＭ３１７的 ２脚输出端与 １脚调整端之 间的电压值 Ｕ２１即固定不变的基准电压 １２５Ｖ，而 １ 脚调整端的电流为 μＡ级可忽略不计，则 Ｒ１与 Ｒｐ构 成串联电路，则：
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图 ４ 数据写入方式
３ 数字电位器在电源上的应用 将可调电源的滑动变阻器用数字电位器替换，
并通过移位寄存器的方式改变数字电位器的阻值， 可使输出电压发生变化，即可以达到程控电源的目 的。在使用过程中要注意以下几点：