嵌入式系统高效电源设计

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测试结果

　　即便是满负载，该系统也可以正确地将转换器的输出电压控制在设定电压的1% 误差内。由ADC得到的反馈可以补偿负载变化、失调和输出电压漂移，以准确控制输出电压。图4a和图4b是电源电压在1mA负载时的性能，图5a表示VOUT和VDAC在VOUT 由4.5V转变到1.5V时的变化，图5b为VOUT和VDAC在VOUT 由1.5V转变到4.5V时的变化。从中可以看出VOUT的下降速率比上升速率慢很多。这是由于输出大电容放电所致（见图2的C16）。转换器可以非常快地对电容充电，但负载没有办法使电容快速放电。注意电压的变化速率非常接近，因为350mA负载可以使电容足够快地放电。这样,一个足够大的负载可以使VOUT以同样速率增加或减小。

图4 波形显示了负载电流为1mA时，降压转换器输出电压（VOUT）和DAC的输出电压（VDAC）。图a为VOUT从4.5V到1.5V变化时的VOUT和VDAC波形；图b为VOUT从1.5V到4.5V变化时的VOUT 和 VDAC波形

图5. 波形显示了负载电流为350mA时，降压转换器输出电压（VOUT）和DAC的输出电压（VDAC）。图a为VOUT从4.5V到1.5V变化时的VOUT和VDAC波形；图b为VOUT从1.5V到4.5V变化时的VOUT 和 VDAC波形

　　虽然电压可以准确控制，但测试结果也提醒我们系统存在的某些问题，图4a显示反馈系统会上冲或下冲。这是由软件程序循环的占用时间引起的。图4a显示VOUT达到设定值之前,VDAC增大到它的最大值。当VOUT最后达到设定值，VDAC必须减小，降低DAC输出电压需要时间，这导致VOUT下冲。理想情况下，VDAC必须和VOUT以同样速度变化，但是，在系统负载达到一定水平之前无法实现这一平衡。该系统需要100μs，用以调整大的输出电压变化，因为软件需要在ADC采样后逐位改变VDAC。为了使VOUT从5V变到1.25V，MCU必须让12位DAC的电压增加4,095次，同时对VOUT 采样4,095次，每次ADC采样都需要耗费采样时间和转换时间。