专利名称：输出电压自感应调节的电源适配器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种家用电器和办公设备的供电设备，具体来说，涉及一种输出 电压自感应调节的电源适配器。
背景技术：
随着个人数码设备与笔记本电脑的普及，外供电源也成了必备物品。通常每个个 人数码产品与笔记本电脑都会提自己专有的电源适配器，但是这样浪费资源，有时候电源 适配器因为不好区分，往往会因为接错而烧毁办公设备或者家用电器。虽然，现在也有一些 通用电源适配器，主要是通过手工调节电子元件参数获得需要的供电电压和电流，这种控 制技术存在明显的缺陷，控制不灵活，而且没法准确知道调节出的数值，也容易导致烧坏设 备或者供电不足，使用不安全，缺乏人性化。另外，一些电源适配器通过在转换头上连接反 馈电阻(将光耦反馈控制电路的反馈电阻用导线转移到转换头上)，通过不同转换头上的 反馈电阻的不同，从而实现输出电压的不同，但是这种设计对于反馈电阻的精确度要求比 较高，一种反馈电阻只能实现一种电压输出，生产成本高。
实用新型内容针对以上不足，本实用新型提供了一种输出电压自感应调节的电源适配器，它能 够通过简单的操作获得精确的输出电压，使用安全，更加人性化。本实用新型的输出电压自感应调节的电源适配器包括用于将交流电转换成直流 电的开关电源电路，以及与所述开关电源电路连接的供电回路，所述供电回路包括输出线 和至少一个输出转换头，供电回路还包括单片机主控电路，所述输出转换头内含有信号电 阻，所述单片机主控电路接入到开关电源电路，单片机主控电路根据输出转换头的信号电 阻智能调节开关电源电路的电压输出。所述电源适配器包括至少两个输出转换头，所述不同输出转换头内含有的信号电 阻的阻值不同。所述单片机主控电路包括用来识别输出转换头内信号电阻的检测电路，以及根据 所述检测电路检测的反馈信号，智能调节开关电源电路电压输出的MCU。所述开关电源电路包括用于滤除输入交流电中的EMI干扰杂波的EMI滤波电路； 用于将交流电转换成直流电的全桥整流电路；在PWM控制下将整流出来的直流电转换成设 备所需的电压的开关变压器；用于滤除开关变压器输出的直流电的波纹的次级整流滤波电 路；通过改变PWM信号的频率，控制开关变压器变换出不同输出电压值的PWM控制电路；根 据不同阻值的反馈电阻形成不同反馈电压，并将反馈电压干扰到前级PWM控制开关变压器 进行变压器变换的光耦反馈控制电路。所述单片机主控电路还包括用于连接开关电源电路，提供MCU工作电压、电压采 样和电流采样信号，以及接收MCU电压调整控制和过流过压保护控制信号的控制接口 ；用 于提供MCU稳定工作电压的电源电路；用于控制不同的MOS导通，以形成不同的PWM反馈端反馈电阻阻值的反馈网络；用于将开关电源电路的输出电压反馈给MCU的电压采样电路； 用于将开关电源电路的输出电流反馈给MCU的电流采样电路。所述单片机主控电路还包括用于显示输出电压的电压值的显示电路，所述显示电 路连接到MCU。本实用新型输出电压自感应调节的电源适配器通过MCU(单片机)控制，可以实现 输出电压范围更广，输出电压值精度更高，另外通过在输出转换头连接信号电阻，单片机根 据信号电阻的反馈信号，改变反馈网络的反馈电阻，实现改变开关电源电路的电压输出，从 而有效保证外部设备的供电，而且对于信号电阻的精确度要求不高，只是作为一种信号，设 计更加安全和人性化。
图1为本实用新型电源适配器的电路原理图；图2为本实用新型电源适配器的开关电源电路示意图；图3为本实用新型电源适配器的单片机主控电路示意图；图4为本实用新型电源适配器的单片机主控电路的显示电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步阐述。如图1、2、3和4所示，本实用新型的输出电压自感应调节的电源适配器包括用于 将交流电转换成直流电的开关电源电路，以及与所述开关电源电路连接的供电回路。开关电源电路包括用于滤除输入交流电中的EMI干扰杂波的EMI滤波电路11 ； 用于将交流电转换成直流电的全桥整流电路12 ；在PWM控制下将整流出来的直流电转换成 用户所需的电压的开关变压器13 ；用于滤除开关变压器输出的直流电的纹波的次级整流 滤波电路14 ；通过改变PWM信号的频率控制开关变压器变换出不同电压值的输出电压的 PWM控制电路15 ；根据不同阻值的反馈电阻形成不同反馈电压，并将反馈电压干扰到前级 PWM控制开关变压器进行变压器变换的光耦反馈控制电路16。供电回路包括输出线、至少一个输出转换头和单片机主控电路，单片机主控电路 接入到开关电源电路，输出转换头内含有信号电阻，单片机主控电路根据输出转换头的信 号电阻智能控制开关电源电路的电压输出。单片机主控电路包括用于连接开关电源电路，提供MCU工作电压、电压采样和电 流采样信号，以及接收MCU电压调整控制和过流过压保护控制信号的控制接口 21 ；用来识 别输出转换头内信号电阻，并将反馈信号发送给MCU的检测电路26;用于综合反馈信号、电 压采样和电流采用的信号，发送反馈电阻调整信号的MCU 27 ；用于提供MCU稳定工作电压 的电源电路23 ；用于控制不同的MOS导通，以形成不同的PWM反馈端反馈电阻阻值的反馈 网络25 ；用于将开关电源电路的输出电压反馈给MCU的电压采样电路22 ；用于将开关电源 电路的输出电流反馈给MCU的电流采样电路24;用于显示输出电压的电压值的显示电路 28。这样每次调整出电压的电压值的时候，可以通过MCU27获取信号电阻信号，从而 自动改变反馈网络25的反馈电阻，实现输出电压的调节，这里需要注意的是，此信号电阻只是作为一个识别信号，可以通过MCU25事先定义好信号电阻和对应输出电压(反馈电阻) 之间的关系，这样就可以实现真正的单片机控制电压输出，控制精度更高。其中，开关电源电路的EMI滤波电路11包括共模电感Ll与X电容组成低通滤波 器，用于抑制外界高频干扰信号进入内部电路；全桥整流电路12利用DBl对输入AC交流电 压整流转换成DC直流电压；开关变压器13通过Tl对高电压和低电压实行隔离，符合安全 规范；PWM控制电路15的Ul通过PIN6电流采样和PIN2的电压控制信号改变PWM的占空 比，实现输出电压的控制；光耦反馈控制电路16的U3采样输出电压后通过OPl为Ul提供 一个电压控制信号；次级输出滤波电路14通过共模电感L2抑制高频信号对外部设备干扰， U4通过采样Q6的Vds电压在Ql关闭时开通Q6来实现同步整流。供电回路的输出线采用标注的DC输出线，输出转换头为DC转换头，将信号电阻Rf 直接做到输出转换头上，不同的转换头对应不同阻值信号电阻Rf。单片机主控电路包括控制接口 21是开关电源电路和单片机主控电路的接口，其 中CTL是调节输出电压PWM反馈控制线，PRO是单片机保护信号输出线，I-IN是电流采样 线，VIN是电压采样线；电源电路23将VIN输入的直流电变换成稳定的VCC，给智能芯片 MCU提供电源，R4、R9组成输出电压采样反馈，C1、C2滤除纹波；显示电路28为三位数码显 示电路，它由 R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37、R26、R27、R28、三位共阴极数码管、U3、 Q9、QlO和Qll组成，其中Q9、QlO和Qll作为阳极驱动分别用单片机控制I/O 口 PD5、PD6 和PD7驱动，R26、R27和R28为三个驱动管的限流电阻，R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、 R37为限流电阻；电流采样电路24由运算U2(LM358)、放大反馈电阻R5及外围R6、R7、R26、 C9、C5、ClO单片机A/D 口 ADC7组成，R6、C9组成中频滤波，R5放大反馈，R26运放正端对 地偏置电阻，ADC7实现放大后的电流信号采样；电压采样电路22由R4、R9、R8、C3、单片机 A/D 口 PCO组成，其中R4、R9电压信号串联分压到单片机I/O可以接受的安全电压，C3滤 波电容，PCO实现采样电压；检测电路26由VCC、Rf跟R20组成分压电路，经R21跟C6组 成的RC滤波器，采样到Rf两端的电压值传到U3的19脚；反馈网络25电路由8个场效应 管跟16个电阻组成，它相当于一个可变的反馈电阻Rp，不同的组合对应输出不同的反馈电 阻，用来调节输出电压，例如，要输出19. 5V的电压，它的反馈电阻是1. 2K，那么U3必须把 Ql、Q2、Q4、Q6、Q7、Q8关掉，而Q3跟Q5导通，此时的电路只有Rll跟R23并联组成反馈电 路，Rll为1. 5K，R23为8. 2K，两者并联的阻值就是1. 2K ；显示电路28包括LED驱动电路， 芯片输出电压信号LEDO、LED 1、LED2，VCC作为基准电压，Q9、Q10、Q11为开关管，对应控制 S2、Si、SO的亮灭，例如，LENO为高电平，则Q9的基极也为高电平，发射极也是高电平VCC， 这时三极管Q9截止，SO不亮，如果芯片输出LENO为低电平，则Q9的基极为低电平，发射极 为高电平，Q9导通，SO亮；MCU27是由核心单片机MEGA48L及外围复位电路R37组成。
权利要求一种输出电压自感应调节的电源适配器，包括用于将交流电转换成直流电的开关电源电路，以及与所述开关电源电路连接的供电回路，所述供电回路包括输出线和至少一个输出转换头，其特征在于，所述供电回路还包括单片机主控电路，所述输出转换头内含有信号电阻，所述单片机主控电路接入到开关电源电路，单片机主控电路根据输出转换头的信号电阻智能调节开关电源电路的电压输出。
2.根据权利要求1所述的输出电压自感应调节的电源适配器，其特征在于，它包括至 少两个输出转换头，所述不同输出转换头内含有的信号电阻的阻值不同。
3.根据权利要求2所述的输出电压自感应调节的电源适配器，其特征在于，所述单片 机主控电路包括用来识别输出转换头内信号电阻的检测电路，以及根据所述检测电路检测 的反馈信号，智能调节开关电源电路电压输出的MCU。
4.根据权利要求3所述的输出电压自感应调节的电源适配器，其特征在于，所述开关 电源电路包括用于滤除输入交流电中的EMI干扰杂波的EMI滤波电路； 用于将交流电转换成直流电的全桥整流电路；在PWM控制下将整流出来的直流电转换成设备所需的电压的开关变压器； 用于滤除开关变压器输出的直流电的波纹的次级整流滤波电路； 通过改变PWM信号的频率，控制开关变压器变换出不同输出电压值的PWM控制电路； 根据不同阻值的反馈电阻形成不同反馈电压，并将电压反馈到前级PWM控制开关变压 器进行变压器变换的光耦反馈控制电路。
5.根据权利要求4所述的输出电压自感应调节的电源适配器，其特征在于，所述单片 机主控电路还包括用于连接开关电源电路，提供MCU工作电压、电压采样和电流采样信号，以及接收MCU 电压调整控制和过流过压保护控制信号的控制接口； 用于提供MCU稳定工作电压的电源电路；用于控制不同的MOS导通，以形成不同的PWM反馈端反馈电阻阻值的反馈网络； 用于将开关电源电路的输出电压反馈给MCU的电压采样电路； 用于将开关电源电路的输出电流反馈给MCU的电流采样电路。
6.根据权利要求5所述的输出电压自感应调节的电源适配器，其特征在于，所述单片 机主控电路还包括用于显示输出电压的电压值的显示电路，所述显示电路连接到MCU。
专利摘要本实用新型涉及一种输出电压自感应调节的电源适配器，包括将交流电转换成直流电的开关电源电路，以及与开关电源电路连接的供电回路。开关电源电路包括EMI滤波电路、全桥整流电路、开关变压器、次级整流滤波电路、PWM控制电路和光耦反馈控制电路，供电回路包括输出线、输出转换头和单片机主控电路，单片机主控电路接入到开关电源电路，输出转换头内含有信号电阻，单片机主控电路的MCU根据检测的信号电阻反馈信号控制开关电源电路电压输出，本实用新型电源适配器输出电压范围更广，输出电压精度更高，另外通过在输出转换头连接信号电阻，根据信号电阻的反馈信号，改变反馈网络的反馈电阻，对于信号电阻的精确度要求不高，设计更加安全和人性化。
文档编号H02M3/335GK201623643SQ201020027018
公开日2010年11月3日 申请日期2010年1月19日 优先权日2010年1月19日
发明者黄挺 申请人:广东斯泰克电子科技有限公司