一種輸出電壓控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輸出電壓控制電路，具體涉及一種適用于開關(guān)電源的輸出電壓反饋控制電路，特別適用于負(fù)電壓輸出可調(diào)壓電源。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子數(shù)碼產(chǎn)品的不斷發(fā)展，對供電電源的要求也不斷提高，例如智能設(shè)備開關(guān)電源工作中，要求其輸出電壓可以根據(jù)需要調(diào)整實(shí)現(xiàn)在線可調(diào)。
[0003]電源電壓調(diào)整輸出主要是基于輸入電壓經(jīng)分壓與基準(zhǔn)電壓Vref比較，根據(jù)分壓比調(diào)制占空比進(jìn)而調(diào)整輸出電壓的反饋電路來實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)有技術(shù)中開關(guān)電源調(diào)整輸出電壓的方法包括反饋電路中采用模擬/數(shù)字電位器分壓，通過調(diào)節(jié)模擬/數(shù)字電位器，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)反饋環(huán)路分壓比，從而調(diào)整輸出電壓；例如中國專利文獻(xiàn)CN204046529U公開了一種模擬電壓信號輸出電路，它包括第一級負(fù)反饋放大電路單元和第二級負(fù)反饋放大電路單元，第一級負(fù)反饋放大電路單元包括第一運(yùn)算放大器(UlA)、電阻(Rl)、電阻(R2)以及電阻(R3)，第二級負(fù)反饋放大電路單元包括第二運(yùn)算放大器(UlB)、電阻(R4)、電阻(R5)、電阻(R6)以及電阻(R7)，UlA的同相輸入端與輸出連續(xù)變化電壓信號的DA轉(zhuǎn)換器。然利用DA轉(zhuǎn)換器進(jìn)行調(diào)壓具有低電壓時調(diào)壓精度差，電位器可靠性低，制造一致性差的缺陷；開關(guān)電源調(diào)整輸出還可以將反饋環(huán)路分壓比固定，采用調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓源的方法調(diào)整輸出電壓，但該方法應(yīng)用場合較窄，因基準(zhǔn)電壓源在變化，經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器后，反饋電壓變化范圍大，常用電源控制芯片無法適應(yīng)大范圍變化的反饋電壓。輸出電壓調(diào)整還可以采用多路輸出，分段采用前兩種方式進(jìn)行調(diào)整的方法，此方法每一段調(diào)節(jié)的范圍較小，適應(yīng)性較強(qiáng)，能在大范圍調(diào)節(jié)，且可靠性提高，但輸出采用多路輸出，存在交叉調(diào)整率差問題，輸出電壓精度低，低壓段調(diào)整較為困難，往往要輔助使用線性穩(wěn)壓器。因此，研發(fā)一種適用于開關(guān)電源的、可線性調(diào)壓、可靠性強(qiáng)的反饋電路是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種輸出電壓控制電路，適用于開關(guān)電源，所述控制電路包括:可調(diào)壓電源，所述可調(diào)壓電源與上位機(jī)通訊連接，用于控制輸出電壓信號；電壓電流轉(zhuǎn)換模塊，所述電壓電流轉(zhuǎn)換模塊輸入端接收來自所述可調(diào)壓電源的輸出電壓信號，輸出端輸出可調(diào)節(jié)電流信號；分壓模塊，所述分壓模塊輸入端接收來自所述開關(guān)電源主電路的輸出信號；輸出端輸出反饋信號；比例積分模塊，所述比例積分模塊輸入端接收來自所述分壓模塊輸出端經(jīng)所述電壓電流轉(zhuǎn)換模塊分流后的反饋信號；輸出端輸出調(diào)壓反饋信號。
[0005]所述可調(diào)壓電源包括DAC芯片，與上位機(jī)通過SPI總線通訊連接；所述上位機(jī)通過SPI總線將接收的外部命令傳遞到所述可調(diào)壓電源的DAC芯片，進(jìn)而對輸出電壓信號進(jìn)行調(diào)控。
[0006]所述電壓電流轉(zhuǎn)換模塊，包括運(yùn)算放大器U3、M0S管Q1、電阻R9、電阻RlO ;所述運(yùn)算放大器U3同相輸入端連接所述可調(diào)壓電源，運(yùn)算放大器U3輸出端經(jīng)過電阻RlO與所述MOS管Ql的柵極連接，運(yùn)算放大器U3的的反相輸入端與所述MOS管Ql的源極連接；所述電阻R9 —端連接所述MOS管Ql源極，另一端接地；所述MOS管Ql的漏極連接所述分壓模塊輸出端；所述分壓模塊，包括電阻R6、電阻R7、電阻R8和電容C3 ;所述電阻R6 —端連接所述開關(guān)電源主電路、另一端連接至電阻R7 ;所述電阻R7與所述電容C3并聯(lián)，電阻R6、電阻R7和電阻R8構(gòu)成分壓網(wǎng)絡(luò)。
[0007]所述比例積分模塊是反饋環(huán)路調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)電路。
[0008]所述比例積分模塊包括運(yùn)算放大器U1、電容Cl、電容C2、電阻Rl ;所述運(yùn)算放大器Ul同相輸入端連接基準(zhǔn)電壓源，所述分壓模塊輸出端與所述電壓電流交換電路輸出端匯合后連接至所述運(yùn)算放大器Ul反相輸入端；所述電阻Rl與電容Cl串聯(lián)后與電容C2并聯(lián)，所述并聯(lián)電路一端連接至所述運(yùn)算放大器Ul反相輸入端，另一端連接至所述運(yùn)算放大器Ul的輸出端。
[0009]所述輸出電壓控制電路還包括反相模塊，所述反相模塊一端連接至所述分壓模塊輸出端，另一端與所述電壓電流轉(zhuǎn)換模塊輸出端匯合后連接至所述比例積分模塊輸入端。
[0010]所述反相模塊包括運(yùn)算放大器U2、電阻R2、R3、R4、R5 ;所述運(yùn)算放大器U2同相輸入端接地，反相輸入端經(jīng)電阻R5連接至所述分壓模塊輸出端；所述電阻R4—端連接運(yùn)算放大器U2反相輸入端，另一端經(jīng)電阻R3與電阻R2 —端匯合后連接至所述比例積分模塊輸入端；所述電阻R2另一端接地；所述電阻R2與電阻R3構(gòu)成所述反相模塊的分壓。
[0011]所述運(yùn)算放大器U2采用雙極型以保證輸出電壓精度。
[0012]本發(fā)明所述的適用于開關(guān)電源的輸出電壓控制電路，包括:可調(diào)壓電源、電壓電流轉(zhuǎn)換模塊、分壓模塊和比例積分模塊。開關(guān)電源的輸出電壓經(jīng)過分壓模塊形成反饋電壓，可調(diào)電壓源經(jīng)過電壓電流轉(zhuǎn)換模塊對分壓模塊產(chǎn)生的反饋分壓進(jìn)行分流，分流的反饋信號與基準(zhǔn)電壓源輸出信號進(jìn)行比較，通過比例積分模塊產(chǎn)生期望的調(diào)壓輸出信號。本發(fā)明所述的控制電路未采用模擬電位器僅運(yùn)用簡單電路，實(shí)現(xiàn)了輸出電壓在線可調(diào)，可制造性好，可靠性高的技術(shù)需求。
[0013]本發(fā)明所述的適用于開關(guān)電源的輸出電壓控制電路，，可調(diào)壓電源采用DAC芯片控制。上位機(jī)通過SPI總線連接對DAC芯片輸出命令，控制可調(diào)壓電源輸出信號，輸出電壓經(jīng)分壓、分流后的反饋信號與電源控制芯片的基準(zhǔn)電壓輸出信號進(jìn)行比較，通過比例積分模塊產(chǎn)生電源控制芯片可接受的調(diào)壓反饋信號。本發(fā)明所述的控制電路通過DAC芯片的可控調(diào)節(jié)，輸出電壓精度高且可實(shí)現(xiàn)線性調(diào)壓，輸出從基準(zhǔn)電壓Vref到K*Vref (K = I?100)的電壓，可調(diào)整范圍較寬就，在開關(guān)電源工作狀態(tài)下，輸出電壓通過上位機(jī)隨意調(diào)節(jié)。且當(dāng)SPI通訊斷開時，輸出電壓仍然可以維持在最小輸出電壓Vref，安全性高，具有軟啟動和過欠壓保護(hù)的功能。
[0014]本發(fā)明所述的適用于開關(guān)電源的輸出電壓控制電路，還包括反相模塊，可以適用于正/負(fù)電壓可調(diào)節(jié)場合。因此，本發(fā)明所述的控制電路滿足輸出電壓在線線性可調(diào)、可調(diào)節(jié)范圍寬、精度要求高且待機(jī)或SPI通訊故障時，能夠維持最低輸出電壓、能適用于正負(fù)電壓應(yīng)用的技術(shù)要求，適用于高端電源，尤其適用于負(fù)電壓供電電源。
【附圖說明】
[0015]圖1為實(shí)施例一所述輸出電壓控制電路示意圖；
[0016]圖2為實(shí)施例二所述輸出電壓控制電路圖；
[0017]圖3為實(shí)施例三所述輸出電壓控制電路圖；
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本發(fā)明中的說明書附圖，對發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019]實(shí)施例一
[0020]本實(shí)施例提供一種適用于開關(guān)電源的輸出電壓控制電路，如圖1所示，包括:可調(diào)壓電源11、電壓電流轉(zhuǎn)換模塊12、分壓模塊13和比例積分模塊14。
[0021]可調(diào)壓電源11與上位機(jī)通訊連接，上位機(jī)將接收的外部命令傳遞給可調(diào)壓電源11，控制輸出的電壓信號；電壓電流轉(zhuǎn)換模塊12輸入端接收來自可調(diào)壓電源11的輸出電壓信號，輸出調(diào)節(jié)后的電流信號；分壓模塊13接收開關(guān)電源主電路的輸出信號，通過電壓電流轉(zhuǎn)換模塊12的分流，，調(diào)整分壓模塊13的輸出反饋信號，比例積分模塊14輸入端接收來自分壓模塊13輸出端的可調(diào)反饋信號，經(jīng)比例積分輸出調(diào)壓反饋信號。比例積分模塊14輸出端連接開關(guān)電源內(nèi)容反饋電路的輸出端，該調(diào)壓反饋信號適用于該開關(guān)電源控制芯片的PffM比較器。
[0022]本實(shí)施例中可調(diào)電壓源11經(jīng)過電壓電流轉(zhuǎn)換模塊12對分壓模塊13產(chǎn)生的反饋分壓進(jìn)行分流，分流的反饋信號與基準(zhǔn)電壓源輸出信號進(jìn)行比較，通過比例積分模塊14產(chǎn)生期望的調(diào)壓輸出信號，通過運(yùn)用簡單電路，實(shí)現(xiàn)了輸出電壓在線可調(diào)，可制造性好，可靠性高的技術(shù)需求。
[0023]實(shí)施例二
[0024]本實(shí)施例中可調(diào)壓電源21包括DAC芯片，通過SPI總線與上位機(jī)通訊連接，上位機(jī)通過SPI總線將接收的外部命令傳遞到可調(diào)壓電源21的DAC芯片，DAC芯片將接收的命令數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號(以電壓的形式)，實(shí)現(xiàn)對可調(diào)壓電源21的輸出電壓信號進(jìn)行任意在線調(diào)控。在整個調(diào)壓范圍內(nèi)，DAC芯片可以達(dá)到較高的調(diào)壓精度，且電壓值可任意跳變，，切換速度更快。
[0025]電壓電流轉(zhuǎn)換模塊22輸入端接收來自可調(diào)壓電源21的輸出可調(diào)節(jié)電壓信號Vdac，輸出端輸出與Vdac成比例關(guān)系的可調(diào)節(jié)電流信號Idac，用于調(diào)整分壓模塊23的輸出反饋信號。本實(shí)施例中電壓電流轉(zhuǎn)換模塊22采用電流串聯(lián)負(fù)反饋電路，驅(qū)動管優(yōu)選為MOS管，在使輸入阻抗無窮大的同時，保證輸出精度。例如電壓電流轉(zhuǎn)換模塊22包括運(yùn)算放大器U3、MOS管Q1、電阻R9、電阻RlO ;運(yùn)算放大器U3同相輸入端連接可調(diào)壓電源，運(yùn)算放大器U3輸出端經(jīng)過電阻RlO與MOS管Ql的柵極連接，運(yùn)算放大器U3的的反相輸入端與MOS管Ql的源極連接；