電路功能與優勢

圖1中所示電路可產生高壓信號，用于控制BST（鈦酸鋇鍶）電容的電容量。只需向正確的端子施加0 V與30 V的電壓，便可改變BST電容量。這樣，電介質厚度改變，因此電容量改變。BST常用于調諧天線陣列和可調濾波器。尤其對于這些調諧應用具有明顯優勢，例如，補償組件容差誤差、精密調諧濾波器截止頻率或者針對可調天線進行網絡阻抗匹配。

此類應用需要一個方便、緊湊、低成本的電路來產生高壓電源，僅為了該功能添加獨立電源通常并不實用。圖1中的電路采用ADP1613 升壓轉換器和 AD5504 30 V/60 V DAC便滿足了上述要求。升壓調節器電路的總電路板面積僅為43 mm2。ADP1613提供8引腳MSOP封裝，AD5504提供16引腳TSSOP封裝。

升壓電路也可用于LED驅動器應用，以及在光學通信系統中提供接收機偏置電壓。

圖1.升壓電源和高壓DAC為BST電容提供調諧信號（簡化示意圖：未顯示所有連接）

電路描述

該電路可以用3 V (VDD) 電源，BST電容需要超過20 V的電壓以實現完全控制。兩個主電路模塊是ADP1613升壓開關轉換器和AD5504高壓DAC。電路圖如圖1所示。

ADP1613是一款升壓DC-DC開關轉換器，集成了功率開關，能夠提供高達20 V的輸出。使用其他外部組件后可實現更高的輸出電壓。ADP1613具有可調軟啟動功能，可防止器件使能時產生浪涌電流。引腳可選的開關頻率和PWM電流模式架構能提供簡便的噪聲濾波和出色的瞬態響應。圍繞ADP1613連接的組件可從3 V輸入產生32 V輸出。

The ADIsimPower™ 設計工具為設計人員提供了一種根據輸入和輸出要求決定適當組件的簡單方法。圖1所示的ADP1613電路設計使用ADIsimPower的“最低成本”選項，采用3 V輸入電壓、32 V輸出電壓和40 mA負載電流。

ADIsimPower設計文件包含物料清單、詳細原理圖、波特圖、效率曲線圖、瞬態響應以及建議電路板布局。

ADP1613的32 V輸出用作AD5504的電源。AD5504是一款四通道、12位DAC，能夠提供最高60 V的輸出電壓。AD5504的滿量程輸出由R_SEL 引腳狀態決定。該應用中，R_SEL 連接至VDD，因此選擇30 V的滿量程輸出。AD5504由兼容3 V邏輯的串行接口控制。通過串行接口寫入適當的DAC寄存器，便可改變DAC輸出。發送脈沖將負載DAC((LDAC))引腳拉低，可同時更新多個DAC，從而可同時改變全部四個BST電容。

使用圖1所示的電路，可產生最高30 V的DAC輸出電壓。輸出電壓用于設置BST電容的偏置電壓，進而調節天線響應。圖2顯示用作可調匹配網絡的BST電容等效電路，圖3顯示BST電容與偏置電壓和所產生天線響應的傳遞函數關系。

圖2.BST電容等效電路

在任何注重精度的電路中，必須仔細考慮電路板上的電源和接地回路布局。包含本電路的印刷電路板(PCB)應將模擬部分與數字部分分離。如果該電路所在系統中有其它器件要求AGND至DGND連接，則只能在一個點上進行連接。該接地點應盡可能靠近AD5504。本電路應該采用具有較大面積接地層和電源層的多層PCB。

AD5504的電源應使用10 μF和0.1 μF電容進行旁路。這些電容應盡可能靠近該器件，0.1 μF電容最好正對著該器件。10 μF電容應為鉭珠型或陶瓷型電容。0.1 μF電容必須具有低等效串聯電阻(ESR)和低等效串聯電感(ESL)，普通陶瓷型電容通常具有這些特性。針對內部邏輯開關引起的瞬態電流所導致的高頻，該0.1 μF電容可提供低阻抗接地路徑。

電源走線應盡可能寬，以提供低阻抗路徑，并減小電源線路上的毛刺效應。時鐘和其它快速開關的數字信號應通過數字地將其與電路板上的其它器件屏蔽開。

圖3：偏置電壓與BST電容和所產生天線響應的關系

常見變化

根據系統要求，可以使用其它升壓調節器代替。

電路評估和測試

圖1的電路通過對VDD施加3 V電源進行測試。這將為AD5504提供32 V電源（可在引腳14上測量），同時為AD5504提供VLOGIC電源。微控制器、DSP或FPGA用于給AD5504提供適當的數字接口信號。

正常工作時，CLR 應為高電平。 SYNC、SCLK和SDATA應按照AD5504數據手冊所述進行操作，以向AD5504的各個寄存器寫入數據。向LDAC為低電平的DAC寄存器寫入數據時，相應輸出會立即更新。向LDAC為高電平的DAC寄存器寫入數據時，DAC輸出將保持其當前值，直至發送脈沖將LDAC拉低。