工業(yè)系統(tǒng)中的數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）可能會(huì)驅(qū)動(dòng)各種負(fù)載。如果DAC由固定電源供電，則可能導(dǎo)致片內(nèi)功耗很大，尤其是在負(fù)載較小或接地短路的情況下。

片內(nèi)功耗可能會(huì)使溫度超出建議的工作限值，并且對(duì)于具有大通道密度或較高環(huán)境溫度的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這可能是一個(gè)主要問(wèn)題。

例如，理想的DAC需要為20Ω至100 kΩ范圍內(nèi)的用戶定義負(fù)載提供高達(dá)1 mA的電流。在這種情況下，最小電源電壓必須為20V。DAC產(chǎn)生的最大功率為V ×I = 20 V × 20 mA = 0.4 W。如果使用1 kΩ負(fù)載，則負(fù)載消耗所有功率，因此不會(huì)損失功率。當(dāng)20 mA流過(guò)100Ω負(fù)載時(shí)，僅消耗0.04 W。這意味著0.36 W在芯片上被浪費(fèi)或耗散。在某些情況下，0Ω負(fù)載也是一個(gè)有效條件，導(dǎo)致所有功率在片內(nèi)耗散。

在 64 引腳 LFCSP 封裝中，最高環(huán)境溫度不能超過(guò) 125° C。四個(gè)通道，每個(gè)通道的功耗為0.4 W，總功耗為1.6 W。64引腳LFCSP封裝的熱阻為28°C/W。在前面的示例中，溫升為PD× θ賈= 1.6 W × 28° C/W = 44.8° C。因此，最高安全環(huán)境溫度僅為80.2°C.可以添加散熱器來(lái)克服這個(gè)問(wèn)題，但由于所需的空間和成本，這可能不可行。

動(dòng)態(tài)電源控制（DPC）直接解決了這個(gè)問(wèn)題。DC-DC轉(zhuǎn)換器升壓5 V電源，產(chǎn)生7.5 V至29.5 V電源。該升壓電源為DAC電流輸出驅(qū)動(dòng)器供電，該驅(qū)動(dòng)器為負(fù)載提供所需的功率。負(fù)載為0Ω時(shí)，DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出為7.5 V，這是其最低值。DAC的最大功耗僅為7.5 V×20 mA = 0.15 W，與原始解決方案相比節(jié)省0.25 W。

使用DPC時(shí)，四個(gè)通道（每個(gè)通道短路至地）的最大功耗為0.6 W。溫升為PD× θ賈= 0.6 W × 28° C/W = 16.8° C。因此，最高安全工作溫度增加到108.2°C.DPC在具有寬、未定義負(fù)載范圍、高通道密度和高溫的系統(tǒng)中提供了最大的優(yōu)勢(shì)，這些系統(tǒng)幾乎沒(méi)有大功率損耗的空間。

AD5755是一款四通道、16位數(shù)模轉(zhuǎn)換器，為可編程邏輯控制器（PLC）、分布式控制系統(tǒng)（DCS）和其他工業(yè)過(guò)程控制應(yīng)用提供電壓和電流輸出。動(dòng)態(tài)功率控制調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)器上的電壓，利用低值負(fù)載電阻器最大限度地降低功耗，并簡(jiǎn)化熱管理。每個(gè)通道都可以配置為提供：

電壓輸出，具有 0 V 至 5 V、0 V 至 10 V、±5 V 或 ±10 V 滿量程范圍和 ±0.04% 的總非調(diào)整誤差 （TUE）。

電流輸出，具有 0mA 至 20 mA、4 mA 至 20 mA 或 0 mA 至 24 mA 滿量程范圍和 ±0.05% TUE。

失調(diào)和增益可以針對(duì)每個(gè)通道單獨(dú)編程。這些器件可與片內(nèi)5 V、±5 ppm/°C基準(zhǔn)電壓源或外部基準(zhǔn)電壓源配合使用。該器件采用 9 × 9×0.85 mm 64 引腳 LFCSP 封裝，額定溫度范圍為 –40° C 至 +105° C，千秒內(nèi)售價(jià)為 13.65 美元。

圖1.AD5755，具有動(dòng)態(tài)功耗控制功能。

該圖顯示了其電流輸出電路、DC-DC轉(zhuǎn)換器和電源控制器。當(dāng)電流輸出使能時(shí)，將檢測(cè)輸出FET的VDS。該電壓控制功率控制模塊中的MOSFET以調(diào)節(jié)VBOOST，VBOOST又根據(jù)輸出電流要求控制VDS。當(dāng) MOSFET 接通時(shí)，電感充電至由 VDS 實(shí)際值與所需值之差確定的值。關(guān)斷時(shí)，電感器放電至電容器和VBOOST引腳。此過(guò)程在每個(gè)時(shí)鐘周期重復(fù)。每個(gè)通道有一個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換器。

審核編輯：郭婷