用LM337改造，让PWM DAC获得1.5 A输出能力

DAC是一种低功耗设备，其功率和电流输出能力仅限于毫瓦和毫安范围。当然，从根本上讲，它们没有理由不与合适的功率输出级配合使用，这确实也是常见的实际做法。n2pednc

不过，为了好玩，这个设计实例采用了不同的供电方式，将一个古老的(“L”代表“legacy！”)LM337稳压器合并到一个简单的(只有两个通用有源芯片)8位PWM DAC中，以获得强大的1.5A输出能力。它还享有久经考验的Bob Pease的杰作所固有的过载和热保护功能。n2pednc

作为额外增加的零成本功能，输出电压精度(大部分：~90%)由LM337内部电压参考的+2%(最低，通常要好得多)精度决定，而不是像基本的PWM DAC那样通常依赖于逻辑电源轨有时令人头疼的稳定性。n2pednc

图1显示了该电路。n2pednc

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图1：LM337与4053 CMOS开关配合使用，构成了强大的PWM DAC。n2pednc

金属栅极CMOS SPDT开关U1a和U1b接受10kHz PWM 5v信号，为U2稳压器生成+1.25V至-8.75V的“ADJ”控制信号。ADJ=+1.25V会导致U2输出0V。我一直觉得很奇怪，像337这样的负稳压器有时也需要正控制信号(在本例中，Vout小于-1.25V)，但它确实需要。ADJ=-8.75V使其达到-10V。n2pednc

U1c生成PWM信号的反相，提供主动纹波消除功能，如“用模拟减法消除PWM DAC纹波”中所述。n2pednc

电流源Q1通过消除~65µA(典型值)ADJ引脚偏置电流来降低零点偏移误差。如前所述，通过R2和R3建立的反馈环路使满量程-10V输出与U2的内部参考成比例。n2pednc

然而，这也使得输出电压成为具有功能性的PWM占空比(DF从0到1)的非线性函数：Vout=-1.25DF/(1–0.875 DF)，如图2所示。n2pednc

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图2：Vout(0V至-10V)与PWM占空比(0至1)的关系图。[Vout=-1.25DF/(1–0.875 DF)]n2pednc

图3绘制了图2的倒数，得出了给定Vout所需的PWM DF。n2pednc

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图3：PWM占空比(0至1)与Vout(0V至-10V)的关系图。[PWM DF=Vout/(0.875*Vout–1.25)]n2pednc

对于相应的8位PWM设置，Dbyte=256 DF=256 Vout/(0.875*Vout–1.25)。n2pednc

负电源轨(V-)可以是-13V(以适应U2的最小余量要求)和-15V(考虑到U1的最大额定电压)之间的任何值。DAC精度不会受到影响。n2pednc

U2应充分散热，因为散热量等于输出电流乘以V-到Vout的差值。最高可达两位数的瓦特值。337在结温高于150℃时进入热关断状态，因此请确保它能通过散热测试！n2pednc

(原文刊登于EDN美国版，参考链接：0 V to -10 V, 1.5 A LM337 PWM power DAC，由Ricardo Xie编译)n2pednc