CN104779796A - 一种电源输出电压调整电路及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电压输出控制领域，公开了一种电源输出电压调整电路及装置。在本发明中，通过所述采样模块采集电源输出的电压信号并发送给所述DC-DC转换模块，并由所述DC-DC转换模块根据所述微处理器所输出的控制信号将所述电压信号按照预定的占空比进行转换以得到脉冲电压信号，并将所述脉冲电压信号发送给所述整流模块，然后所述整流模块将所述脉冲电压信号转换成直流电压信号并发送给所述对比模块，由所述对比模块将所述直流电压信号与预设电压值进行比较，所述微处理器根据所述比较结果调节所述电源的输出电压。本发明实施例提供的电源输出电压调整电路能够使电源稳定地输出电压，保证了负载的使用寿命，并提高了安全性。

Description

一种电源输出电压调整电路及装置
技术领域
本发明属于电压输出控制领域，尤其涉及一种电源输出电压调整电路及装置。
背景技术
随着科技的发展，电源技术也越来越先进，可以满足各种不同的工业、家庭以及个人的需求，例如工业备用电源，电动汽车电源，移动电源等，电源技术的发展为人们的生产生活带来了极大的便利。
但是，目前的各种电源均还存在输出电压不稳定的情况，当电源输出的电压不稳定时容易损坏负载，或造成安全隐患，而目前的保护措施一般较为复杂，或者效率较低，不能使电源输出的电压达到较高的稳定性的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电源输出电压调整电路，以解决现有技术方案中电源输出电压不稳定，容易损坏复杂或者引发安全隐患的问题。
本发明实施例提供一种电源输出电压调整电路，包括采样模块、DC-DC转换模块、整流模块、对比模块以及微处理器；
所述采样模块的输入端连接电源，所述采样模块的输出端连接所述DC-DC转换模块的输入端，所述采样模块的受控端连接所述微处理器的输出端，所述采样模块用于根据所述微处理器所输出的控制信号采集电源输出的电压信号并发送给所述DC-DC转换模块；
所述DC-DC转换模块的输出端连接所述整流模块的输入端，所述DC-DC转换模块的受控端连接所述微处理器的输出端，所述DC-DC转换模块用于根据所述微处理器所输出的控制信号将所述电压信号按照预定的占空比进行转换以得到脉冲电压信号，并将所述脉冲电压信号发送给所述整流模块；
所述整流模块的输出端连接所述对比模块的输入端，所述整流模块用于将所述脉冲电压信号转换成直流电压信号并发送给所述对比模块；
所述对比模块的输出端连接所述微处理器的输入端，所述对比模块用于将所述直流电压信号与预设电压值进行比较，并将比较结果发送给所述微处理器；
所述微处理器的输出端连接所述电源的控制端，所述微处理器根据所述比较结果调节所述电源的输出电压。
本发明实施例还提供一种电源输出电压调整装置，所述电源输出电压调整装置包括上述电源输出电压调整电路。
在本发明中，通过所述采样模块采集电源输出的电压信号并发送给所述DC-DC转换模块，并由所述DC-DC转换模块根据所述微处理器所输出的控制信号将所述电压信号按照预定的占空比进行转换以得到脉冲电压信号，并将所述脉冲电压信号发送给所述整流模块，然后所述整流模块将所述脉冲电压信号转换成直流电压信号并发送给所述对比模块，由所述对比模块将所述直流电压信号与预设电压值进行比较，所述微处理器根据所述比较结果调节所述电源的输出电压。本发明实施例提供的电源输出电压调整电路能够使电源稳定地输出电压，保证了负载的使用寿命，并提高了安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的电源输出电压调整电路的模块结构图；
图2是本发明实施例提供的电源输出电压调整电路的电路结构图；
图3是本发明另一实施例提供的电源输出电压调整电路的电路结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1示出了本发明实施例提供的电源输出电压调整电路的模块结构图，为了便于说明，仅列出与本发明实施例相关的部分，详述如下：
如图1所示，本发明实施例提供的电源输出电压调整电路，与电源100连接，包括采样模块101、DC-DC转换模块102、整流模块103、对比模块104以及微处理器105；
采样模块101的输入端连接电源100，采样模块101的输出端连接DC-DC转换模块102的输入端，采样模块101的受控端连接微处理器105的输出端，采样模块101用于根据微处理器105所输出的控制信号采集电源输出的电压信号，并将所述脉冲电压信号发送给DC-DC转换模块102；
DC-DC转换模块102的输出端连接整流模块103的输入端，DC-DC转换模块102的受控端连接微处理器105的输出端，DC-DC转换模块102用于根据微处理器105的控制信号将电压信号按照预定的占空比进行转换得到脉冲电压信号并发送给整流模块103；
整流模块103的输出端连接对比模块104的输入端，整流模块103用于将脉冲电压信号转换成直流电压信号并发送给对比模块104；
对比模块104的输出端连接微处理器105的输入端，对比模块104用于将直流电压信号与预设值进行比较，并将比较结果发送给微处理器105，微处理器105根据比较结果调节输出电压。
在本发明实施例中，采样模块101可以采用电压传感器或者开关管、电阻和电容等元件组成的采样电路获取采样电压，采样模块101用于获取***的平均输入电压。可以通过以下方法获取采样电压，例如通过在低电平脉冲期间采样电压，获得***的平均输入电压的方法至少有两种，其中一种方法是在低电平脉冲期间的中点时刻采样并保持电感电压；另外一种方法是在整个低电平脉冲期间采样电感电压并积分以获得平均输入电压。
DC-DC转换模块102可以通过控制可控开关的闭合和断开实现转换运算，DC-DC转换模块102用于将平均输入电压按照预定的占空比进行转换，以获得脉冲电压信号。其具体的实现方法可以为：在高电平脉冲期间将平均输入电压信号与输出端连接，在低电平脉冲期间将输出接地，因此DC-DC转换模块102的输出是脉冲电压信号，其均值与脉冲电压信号相等。整流模块103的作用是将DC-DC转换模块102输出的脉冲电压信号转换成直流电压信号。整流模块可以采用低通滤波器，低通滤波器由电阻和电容构成。低通滤波器可以是无源滤波器，也可以是有源滤波器。
对比模块104可以采用比较器等比较器件，对比模块104用于接收参考基准电压信号VREF和电源输出的电压信号，并根据二者的相对大小将比较结果发送给微处理器，微处理器调节***的占空比。
作为本发明一实施例，微处理器105为单片机或ARM处理器。微处理器105也可由电源集成电路内部的逻辑电路实现，微处理器105也可以为可编程逻辑器件，例如复杂可编程逻辑器件CPLD或者现场可编程门阵列FPGA。
本发明实施例中微处理器105通过采样模块采样电感电压并通过DC-DC转换模块102和整流模块103来间接地获取输出电压信号，并与基准电压信号比较来实现电源电压的输出调整功能。
如图2和图3所示，作为本发明的一优选实施例，采样模块101包括：
第一可控开关S1、第二可控开关S2、第一电阻R1、第一电容C1以及第一运放U1；
第一可控开关S1的输入端为采样模块101的输入端，第二可控开关S2的输出端连接第一电阻R1的第一端和第一可控开关S1的输入端，第一可控开关S1的受控端和第二可控开关S2的受控端连接微处理器105的输出端，第一电阻R1的第二端接地，第一可控开关S1的输出端连接第一电容C1的第一端和第一运放U1的同相输入端，第一电容C1的第二端接地，第一运放U1的反相输入端连接第一运放U1的输出端，第一运放U1的输出端为采样模块101的输出端。
DC-DC转换模块102包括：第三可控开关S3和第四可控开关S4，第三可控开关S3的输入端为DC-DC转换模块102的输入端，第三可控开关S3的输出端连接第四可控开关S4的输入端，第三可控开关S3的受控端和第四可控开关S4的受控端连接微处理器105的输出端，第四可控开关S4的输出端接地，第三可控开关S3的输出端为DC-DC转换模块102的输出端。
整流模块103包括：第二电阻R2和第二电容C2，第二电阻R2的第一端为整流模块103的输入端，第二电阻R2的第二端连接第二电容C2的第一端，第二电容C2的第二端接地，第二电阻R2的第一端为整流模块103的输出端。
对比模块104包括第二比较器U2，第二比较器U2的同相输入端为对比模块104的输入端，第二比较器U2的反相输入端为基准电压输入端，第二比较器U2的输出端为对比模块104的输出端。
采样模块101在TON期间，第二可控开关S2导通，第二可控开关S2可以选择采用NMOS管，电感电压流过电压检测电阻第一电阻R1，第一电阻R1上的电压包含了输入电压信息。微处理器105控制采样第一电阻R1上的电压并保持，则第一电容C1上的电压经过运放缓冲以便送到DC-DC转换模块102继进行处理。
微处理器105控制DC-DC转换模块102中的第三可控开关S3和第四可控开关S4实现转换运算。整流模块103中的第二电阻R2和第二电容C2构成低通滤波器。
本发明实施例还提供了一种电源输出电压调整装置，该电源输出电压调整装置包括上述电源输出电压调整电路，由于电压输出电压调整装置包括的电源输出电压调整电路与上述实施例中的电源输出电压调整电路相同，其工作原理和方式均对应适应，这里就不再赘述。
在本发明实施例中，通过所述采样模块采集电源输出的电压信号并发送给所述DC-DC转换模块，并由所述DC-DC转换模块根据所述微处理器所输出的控制信号将所述电压信号按照预定的占空比进行转换以得到脉冲电压信号，并将所述脉冲电压信号发送给所述整流模块，然后所述整流模块将所述脉冲电压信号转换成直流电压信号并发送给所述对比模块，由所述对比模块将所述直流电压信号与预设电压值进行比较，所述微处理器根据所述比较结果调节所述电源的输出电压。本发明实施例提供的电源输出电压调整电路能够使电源稳定地输出电压，保证了负载的使用寿命，并提高了安全性。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1. 一种电源输出电压调整电路，其特征在于，包括采样模块、DC-DC转换模块、整流模块、对比模块以及微处理器； 
所述采样模块的输入端连接电源的输出端，所述采样模块的输出端连接所述DC-DC转换模块的输入端，所述采样模块的受控端连接所述微处理器的输出端，所述采样模块用于根据所述微处理器所输出的控制信号采集电源输出的电压信号并发送给所述DC-DC转换模块；
所述DC-DC转换模块的输出端连接所述整流模块的输入端，所述DC-DC转换模块的受控端连接所述微处理器的输出端，所述DC-DC转换模块用于根据所述微处理器所输出的控制信号将所述电压信号按照预定的占空比进行转换以得到脉冲电压信号，并将所述脉冲电压信号发送给所述整流模块；
所述整流模块的输出端连接所述对比模块的输入端，所述整流模块用于将所述脉冲电压信号转换成直流电压信号并发送给所述对比模块；
所述对比模块的输出端连接所述微处理器的输入端，所述对比模块用于将所述直流电压信号与预设电压值进行比较，并将比较结果发送给所述微处理器；
所述微处理器的输出端连接所述电源的控制端，所述微处理器根据所述比较结果调节所述电源的输出电压。
2. 根据权利要求1所述的电源输出电压调整电路，其特征在于，所述采样模块包括：
第一可控开关、第二可控开关、第一电阻、第一电容以及第一运放；
所述第一可控开关的输入端为所述采样模块的输入端，所述第二可控开关的输出端连接所述第一电阻的第一端和所述第一可控开关的输入端，所述第一可控开关的受控端和所述第二可控开关的受控端连接所述微处理器的输出端，所述第一电阻的第二端接地，所述第一可控开关的输出端连接所述第一电容的第一端和所述第一运放的同相输入端，所述第一电容的第二端接地，所述第一运放的反相输入端连接所述第一运放的输出端，所述第一运放的输出端为所述采样模块的输出端。
3. 根据权利要求1所述的电源输出电压调整电路，其特征在于，所述DC-DC转换模块包括：第三可控开关和第四可控开关，所述第三可控开关的输入端为所述DC-DC转换模块的输入端，所述第三可控开关的输出端连接所述第四可控开关的输入端，所述第三可控开关的受控端和所述第四可控开关的受控端连接所述微处理器的输出端，所述第四可控开关的输出端接地，所述第三可控开关的输出端为所述DC-DC转换模块的输出端。
4. 根据权利要求1所述的电源输出电压调整电路，其特征在于，所述整流模块包括：第二电阻和第二电容，所述第二电阻的第一端为所述整流模块的输入端，所述第二电阻的第二端连接所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端接地，所述第二电阻的第一端为所述整流模块的输出端。
5. 根据权利要求1所述的电源输出电压调整电路，其特征在于，所述对比模块包括第二比较器，所述第二比较器的同相输入端为所述对比模块的输入端，所述第二比较器的反相输入端为基准电压输入端，所述第二比较器的输出端为所述对比模块的输出端。
6. 一种电源输出电压调整装置，其特征在于，所述电源输出电压调整装置包括电源输出电压调整电路；
所述电源输出电压调整电路包括：采样模块、DC-DC转换模块、整流模块、对比模块以及微处理器；
所述采样模块的输入端连接电源的输出端，所述采样模块的输出端连接所述DC-DC转换模块的输入端，所述采样模块的受控端连接所述微处理器的输出端，所述采样模块用于根据所述微处理器所输出的控制信号采集电源输出的电压信号并发送给所述DC-DC转换模块；
所述DC-DC转换模块的输出端连接所述整流模块的输入端，所述DC-DC转换模块的受控端连接所述微处理器的输出端，所述DC-DC转换模块用于根据所述微处理器所输出的控制信号将所述电压信号按照预定的占空比进行转换以得到脉冲电压信号，并将所述脉冲电压信号发送给所述整流模块；
所述整流模块的输出端连接所述对比模块的输入端，所述整流模块用于将所述脉冲电压信号转换成直流电压信号并发送给所述对比模块；
所述对比模块的输出端连接所述微处理器的输入端，所述对比模块用于将所述直流电压信号与预设电压值进行比较，并将比较结果发送给所述微处理器；
所述微处理器的输出端连接所述电源的控制端，所述微处理器根据所述比较结果调节所述电源的输出电压。
7. 根据权利要求6所述的电源输出电压调整装置，其特征在于，所述采样模块包括：
第一可控开关、第二可控开关、第一电阻、第一电容以及第一运放；
所述第一可控开关的输入端为所述采样模块的输入端，所述第二可控开关的输出端连接所述第一电阻的第一端和所述第一可控开关的输入端，所述第一可控开关的受控端和所述第二可控开关的受控端连接所述微处理器的输出端，所述第一电阻的第二端接地，所述第一可控开关的输出端连接所述第一电容的第一端和所述第一运放的同相输入端，所述第一电容的第二端接地，所述第一运放的反相输入端连接所述第一运放的输出端，所述第一运放的输出端为所述采样模块的输出端。
8. 根据权利要求6所述的电源输出电压调整装置，其特征在于，所述DC-DC转换模块包括：第三可控开关和第四可控开关，所述第三可控开关的输入端为所述DC-DC转换模块的输入端，所述第三可控开关的输出端连接所述第四可控开关的输入端，所述第三可控开关的受控端和所述第四可控开关的受控端连接所述微处理器的输出端，所述第四可控开关的输出端接地，所述第三可控开关的输出端为所述DC-DC转换模块的输出端。
9. 根据权利要求6所述的电源输出电压调整装置，其特征在于，所述整流模块包括：第二电阻和第二电容，所述第二电阻的第一端为所述整流模块的输入端，所述第二电阻的第二端连接所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端接地，所述第二电阻的第一端为所述整流模块的输出端。
10. 根据权利要求6所述的电源输出电压调整装置，其特征在于，所述对比模块包括第二比较器，所述第二比较器的同相输入端为所述对比模块的输入端，所述第二比较器的反相输入端为基准电压输入端，所述第二比较器的输出端为所述对比模块的输出端。
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