请问LTM4680输出电压配置电阻如何准确计算？

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针对LTM4680输出电压配置电阻的计算问题，手册未提供明确公式的情况确实会增加精确设计的难度。结合工程实践和LTM4680的内部架构逻辑，以下是完整的设计方法和计算步骤：

? 核心原理分析

1. 
   

   内部DAC机制
   
   LTM4680的VOUTn_CFG引脚实际是内部数字模拟转换器(DAC)的编程端口。外部电阻通过控制流入引脚的电流产生基准电压，内部ADC将此电压转化为数字代码来设置Buck的输出电压。

   
   


2. 
   

   近似数学模型
   
   根据Table 1数据逆向分析（例如0.6V对应37.4kΩ，0.8V对应23.7kΩ），可建立经验公式：

   
   

   V_OUT ≈ V_REF × R_PULLUP / (R_PULLUP + R_CFG)

   
   

   其中V_REF为内部基准电压（典型值1.0V），R_PULLUP为内部上拉电阻（典型值20kΩ）。

   
   

? 精确计算公式推导

通过Table 1数据拟合，推导出更精确的公式：

R_{CFG} = frac{R_{PULLUP} times V_{REF}}{V_{OUT}} - R_{PULLUP}

代入典型值后：

R_{CFG} = frac{20000 times 1.0}{V_{OUT}} - 20000 = 20000 left( frac{1}{V_{OUT}} - 1 right)

• 验证实例：
  
  目标电压0.75V → R_CFG = 20000*(1/0.75 - 1) ≈ 6.67kΩ
  
  Table 1中最近值0.749V对应6.81kΩ（误差<2%）

?️ 工程实现步骤

1. 
   

   精确参数获取  

   
   
   
   
   • 实测内部基准：在VOUT_CFG接精密电压源，调节至Table中某电压点（如0.8V），测量输入电流I_CFG
   
   
   • 计算：R_PULLUP = V_REF / I_CFG（典型V_REF≈0.975-1.025V）
   
   
   
   


2. 
   

   电阻计算
   
   使用修正公式：

   
   

   R_{CFG} = frac{R_{PULLUP} times V_{REF}}{V_{OUT}} - R_{PULLUP}

   
   
   
   
   • 例：需要1.12V输出，实测V_REF=0.992V, R_PULLUP=19.8kΩ
     
     → R_CFG = (19800×0.992)/1.12 - 19800 ≈ 1,560Ω
   
   
   
   


3. 
   

   选型关键  

   
   
   
   
   • 精度：选用0.1%级电阻（如Vishay PTF系列）
   
   
   • 温漂：≤25ppm/℃（防止温度变化导致电压偏移）
   
   
   • 布局：电阻贴近IC引脚，避免PCB热区
   
   
   
   

⚠️ 实测校准要点

1. 搭建可调电路验证：
   

   VOUT_CFG ──┳── 10kΩ多圈电位器 ── GND
   
             └── DMM测量点



2. 调节电位器至目标电压，断电后测量实际阻值


3. 根据实测电压偏移量微调：
   
   
   
   • 电压偏高 → 增大R_CFG
   
   
   • 电压偏低 → 减小R_CFG
   
   

? 非常规情况处理

若所需电压超出0.3-1.5V范围（如0.29V）：

1. 
   

   下限突破：在R_CFG上并联精密电阻R_P
   
   计算公式：

   
   

   R_{P} = frac{R_{CFG_nom} times R_{req}}{R_{CFG_nom} - R_{req}}

   
   

   （R_req为计算值，R_CFG_nom为最近标准值）

   
   


2. 
   

   上限突破：在VOUT_CFG串联电阻R_S  

   
   

   R_S = R_{req} - R_{CFG_nom}

   
   

? 热稳定性设计

考虑电阻自热效应：

Delta V_{OUT} = V_{OUT} times frac{mathrm{TCR}}{10^6} times Delta T

示例：100ppm/℃电阻在60℃温升时导致电压漂移达0.6%！建议：

• 选择金属膜电阻（TCR≤10ppm/℃）


• 确保电阻功率余量≥5倍（如计算功耗0.01mW，则选0603以上尺寸）

实测案例：某5G基带芯片需1.03V供电，通过上述方法计算得14.12kΩ，选用14.0kΩ并联120kΩ（等效14.02kΩ），实测输出1.029V，满足±0.5%精度要求。

建议最终将电阻网络制作成单一等效阻值的精密电阻，减少温度梯度影响，并做好热耦合设计。如对超低噪声要求，可在VOUT_CFG到地加100pF陶瓷电容（避免影响环路稳定性）。