CN109361313B - 一种基于dc/dc模块0v起调直流电源的设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于DC/DC模块0V起调直流电源的设计方法，DC/DC模块通过FB引脚的反馈电压进行脉冲调制、开启/关闭开关管，调整输出电压，所述的调压端口输入电压和DC/DC模块输出电压一同经反馈环路反馈到DC/DC模块的FB引脚，DC/DC模块通过自身的负反馈调整输出电压，直至FB引脚电压达到设定值。本发明设计基于DC/DC器件，使用多个运放搭建的电路作为直流电源反馈环路，实现直流电源电压0V起调，反馈环路简单且易于实现，使用此设计方法的装置可实现数字控制，控制精度更高；此种装置还可以实现远程遥控及监控。

Description

一种基于DC/DC模块0V起调直流电源的设计方法
技术领域
本发明涉及电源的实现技术领域，尤其涉及一种基于DC/DC模块0V起调直流电源的设计方法。
背景技术
DC/DC是开关电源的一种，指直流变换为直流,其核心为DC/DC转换器。通过控制开关管导通和关断的时间比，维持稳定输出电压的一种电源，DC/DC器件一般由脉宽控制器(PWM)电路和MOSFET构成。目前，DC/DC以小型、轻便、高效的特点被广泛应用在几乎所有的电子设备中。
设备开发中，需要一款体积较小且能够安装在设备内部的0V起调直流电源，满足客户使用需求。
市场上所提供的0V起调稳压源是基于开关电源方式，把交流电变换到所需的直流电压上，然后使用线性电源器件调整输出所需的0V起调直流电源，此种方法占用空间较大、效率较低，且需要额外增加散热装置，不能够满足设备中对体积要求的限制；采用DC/DC器件方式，能够提高效率，但市场上所有DC/DC器件最低输出电压都有Vref的限制，不能够实现0V起调。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于DC/DC模块0V起调直流电源的设计方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于DC/DC模块0V起调直流电源的设计方法，包括有DC/DC模块、反馈环路和调压端口，所述的DC/DC模块通过FB引脚的反馈电压进行脉冲调制、开启/关闭开关管，调整输出电压，所述的调压端口输入电压和DC/DC模块输出电压一同经反馈环路反馈到DC/DC模块的FB引脚，DC/DC模块通过自身的负反馈调整输出电压，直至FB引脚电压达到设定值。
所述的反馈环路包括有运算放大器一U1、运算放大器二U2和运算放大器三U3，DC/DC模块的输出电压端连接有电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接电阻R2的一端和运算放大器一U1的同相输入端，电阻R2的另一端接地，运算放大器一U1的反向输入端连接运算放大器一U1的输出端，运算放大器一U1的输出端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端分别连接电阻R5的一端和运算放大器二U2的反相输入端，电阻R5的另一端连接运算放大器二U2的输出端，运算放大器二U2的同相输入端分别连接电阻R6的一端和电阻R7的一端，电阻R6的另一端连接所述的调压端口，电阻R7的另一端接地，运算放大器二U2的输出端连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端分别连接电阻R9的一端和运算放大器三U3的反相输入端，电阻R9的另一端连接运算放大器三U3的输出端，运算放大器三U3的输出端连接所述的DC/DC模块的FB引脚，运算放大器U3的同相输入端分别连接电阻R10的一端和电阻R11的一端，电阻R10的另一端连接电压源Vref的正极，电压源Vref的负极接地，电阻R11的另一端接地。
所述的反馈环路的输入输出关系如下：
DC/DC模块的输出电压Vout经电阻R1、R2分压，运算放大器一U1输出电压：
VU1＝Vout×R2/(R1+R2) (1)
控制端电压VDAC与VU1经过减法电路求差后，运算放大器二U2输出电压：
VU2＝VDAC-VU1＝VDAC-Vout×R2/(R1+R2) (2)
取电阻R4＝R5＝R6＝R7；
电压源输出电压Vref与VU2经过减法电路求差后，运算放大器三U3输出电压：
VFB＝Vref-VU2＝Vref-(VDAC-Vout×R2/(R1+R2)) (3)
取电阻R8＝R9＝R10＝R11；
推导出VDAC和Vout关系为：
Vout＝(VDAC+VFB-Vref)×(R1+R2)/R2 (4)
式中：
VDAC为控制电压，用于调整输出电压；VFB：DC/DC模块反馈引脚的电压，固定值；Vref：参考电压，电压源提供，固定值；
由式(4)看出，Vout与VDAC成正比例关系，且只有在VDAC+VFB＝Vref时，Vout输出电压为0，当增加或减小VDAC电压时，VOUT成比例增加或减小；
当VDAC增大时，运算放大器二U2输出电压VU2增大，进而运算放大器三U3输出电压VU3减小，即VFB减小，DC/DC模块的输出电压VOUT增大，运算放大器一U1输出VU1增大，运算放大器二U2输出电压VU2减小，电路经反馈回路自动调整，直至运算放大器三U3输出电压VU3等于VFB，当VDAC减小时，自动调整过程相反。
本发明的优点是：1、本发明基于通用DC/DC器件，通过改变DC/DC器件反馈环路，很好的实现了设备需求中0V起调的功能，且体积较小、效率高，器件选择范围广，只需针对不同器件调整环路参数即可。
2、本发明中的直流电源装置，效率取决于DC/DC器件，可以实现90％～95％的效率。
3、本发明中的直流电源装置可以实现远程程控功能。
附图说明
图1为0V起调直流电源反馈环路框图。
图2为基于DC/DC器件0V起调直流电源实施框图。
具体实施方式
如图2所示，一种基于DC/DC模块0V起调直流电源的设计方法，包括有DC/DC模块1、反馈环路2和调压端口3，所述的DC/DC模块1通过FB引脚的反馈电压进行脉冲调制、开启/关闭开关管，调整输出电压，所述的调压端口3输入电压和DC/DC模块1输出电压一同经反馈环路2反馈到DC/DC模块1的FB引脚，DC/DC模块1通过自身的负反馈调整输出电压，直至FB引脚电压达到设定值。
如图1、2所示，所述的反馈环路2包括有运算放大器一U1、运算放大器二U2和运算放大器三U3，DC/DC模块的输出电压端连接有电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接电阻R2的一端和运算放大器一U1的同相输入端，电阻R2的另一端接地，运算放大器一U1的反向输入端连接运算放大器一U1的输出端，运算放大器一U1的输出端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端分别连接电阻R5的一端和运算放大器二U2的反相输入端，电阻R5的另一端连接运算放大器二U2的输出端，运算放大器二U2的同相输入端分别连接电阻R6的一端和电阻R7的一端，电阻R6的另一端连接所述的调压端口，电阻R7的另一端接地，运算放大器二U2的输出端连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端分别连接电阻R9的一端和运算放大器三U3的反相输入端，电阻R9的另一端连接运算放大器三U3的输出端，运算放大器三U3的输出端连接所述的DC/DC模块的FB引脚，运算放大器U3的同相输入端分别连接电阻R10的一端和电阻R11的一端，电阻R10的另一端连接电压源Vref的正极，电压源Vref的负极接地，电阻R11的另一端接地。
所述的反馈环路的输入输出关系如下：
DC/DC模块的输出电压Vout经电阻R1、R2分压，运算放大器一U1输出电压：
VU1＝Vout×R2/(R1+R2) (1)
控制端电压VDAC与VU1经过减法电路求差后，运算放大器二U2输出电压：
VU2＝VDAC-VU1＝VDAC-Vout×R2/(R1+R2) (2)
取电阻R4＝R5＝R6＝R7；
电压源输出电压Vref与VU2经过减法电路求差后，运算放大器三U3输出电压：
VFB＝Vref-VU2＝Vref-(VDAC-Vout×R2/(R1+R2)) (3)
取电阻R8＝R9＝R10＝R11；
推导出VDAC和Vout关系为：
Vout＝(VDAC+VFB-Vref)×(R1+R2)/R2 (4)
式中：
VDAC为控制电压，用于调整输出电压；VFB：DC/DC模块反馈引脚的电压，固定值；Vref：参考电压，电压源提供，固定值；
由式(4)看出，Vout与VDAC成正比例关系，且只有在VDAC+VFB＝Vref时，Vout输出电压为0，当增加或减小VDAC电压时，VOUT成比例增加或减小；
当VDAC增大时，运算放大器二U2输出电压VU2增大，进而运算放大器三U3输出电压VU3减小，即VFB减小，DC/DC模块的输出电压VOUT增大，运算放大器一U1输出VU1增大，运算放大器二U2输出电压VU2减小，电路经反馈回路自动调整，直至运算放大器三U3输出电压VU3等于VFB，当VDAC减小时，自动调整过程相反。

Claims (1)

1.一种基于DC/DC模块0V起调直流电源的设计方法，其特征在于：包括有DC/DC模块、反馈环路和调压端口，所述的DC/DC模块通过FB引脚的反馈电压进行脉冲调制、开启/关闭开关管，调整输出电压，所述的调压端口输入电压和DC/DC模块输出电压一同经反馈环路反馈到DC/DC模块的FB引脚，DC/DC模块通过自身的负反馈调整输出电压，直至FB引脚电压达到设定值；
所述的反馈环路包括有运算放大器一U1、运算放大器二U2和运算放大器三U3，DC/DC模块的输出电压端连接有电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接电阻R2的一端和运算放大器一U1的同相输入端，电阻R2的另一端接地，运算放大器一U1的反向输入端连接运算放大器一U1的输出端，运算放大器一U1的输出端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端分别连接电阻R5的一端和运算放大器二U2的反相输入端，电阻R5的另一端连接运算放大器二U2的输出端，运算放大器二U2的同相输入端分别连接电阻R6的一端和电阻R7的一端，电阻R6的另一端连接所述的调压端口，电阻R7的另一端接地，运算放大器二U2的输出端连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端分别连接电阻R9的一端和运算放大器三U3的反相输入端，电阻R9的另一端连接运算放大器三U3的输出端，运算放大器三U3的输出端连接所述的DC/DC模块的FB引脚，运算放大器U3的同相输入端分别连接电阻R10的一端和电阻R11的一端，电阻R10的另一端连接电压源Vref的正极，电压源Vref的负极接地，电阻R11的另一端接地；
所述的反馈环路的输入输出关系如下： DC/DC模块的输出电压Vout经电阻R1、R2分压，运算放大器一U1输出电压：VU1＝Vout×R2/(R1+R2) (1) 控制端电压VDAC与VU1经过减法电路求差后，运算放大器二U2输出电压： VU2＝VDAC-VU1＝VDAC-Vout×R2/(R1+R2) (2)取电阻R4＝R5＝R6＝R7； 电压源输出电压Vref与VU2经过减法电路求差后，运算放大器三U3输出电压： VFB＝Vref-VU2＝Vref-(VDAC-Vout×R2/(R1+R2)) (3) 取电阻R8＝R9＝R10＝R11； 推导出VDAC和Vout关系为： Vout＝(VDAC+VFB-Vref)×(R1+R2)/R2 (4) 式中： VDAC为控制电压，用于调整输出电压；VFB：DC/DC模块反馈引脚的电压，固定值；Vref：参考 电压，电压源提供，固定值； 由式(4)看出，Vout与VDAC成正比例关系，且只有在VDAC+VFB＝Vref时，Vout输出电压为0，当 增加或减小VDAC电压时，VOUT成比例增加或减小； 当VDAC增大时，运算放大器二U2输出电压VU2增大，进而运算放大器三U3输出电压VU3减 小，即VFB减小，DC/DC模块的输出电压VOUT增大，运算放大器一U1输出VU1增大，运算放大器二U2输出电压VU2减小，电路经反馈回路自动调整，直至运算放大器三U3输出电压VU3等于VFB， 当VDAC减小时，自动调整过程相反。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112421963B (zh) * 2020-11-10 2023-07-14 武汉泓承科技有限公司 一种输出高压宽范围可调的零伏起调隔离型dcdc电源

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101694962A (zh) * 2009-10-16 2010-04-14 电子科技大学 一种用于开关稳压电源控制器的环路补偿电路
CN203882224U (zh) * 2014-05-16 2014-10-15 中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所 一种程控恒流源电路

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7098637B2 (en) * 2003-05-12 2006-08-29 International Rectifier Corporation Active voltage positioning implementation for microprocessor power supplies or the like

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101694962A (zh) * 2009-10-16 2010-04-14 电子科技大学 一种用于开关稳压电源控制器的环路补偿电路
CN203882224U (zh) * 2014-05-16 2014-10-15 中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所 一种程控恒流源电路

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
精密数控直流电源的设计;张丽;《探索与观察》;20161205(第21期);第63-64页 *

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