一种电路的制作方法

本发明涉及电路技术领域，特别涉及一种电路。

背景技术：

现有技术中，常见的降压电路为开关型降压电路，原理是是对储能元件进行充放电来实现降压，通常情况下，输出电压的采样信号是由两个电阻分压得到的，因此两个电阻的阻值固定了，那输出电压也将固定，而当需要改变输出电压时，需要改变分压电阻的比值，即需要手动更换其它阻值的电阻，操作繁琐，因此，如何提出一种电路，能够无需改变分压电阻的比值就可以改变输出电压，简化用户的操作过程，是一亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明提供一种电路，用以简化用户的操作过程。

本发明提供一种电路，包括：

输入电源，用于提供所述电路所需的工作电压；

电源管理芯片，包括：

反馈引脚，用于通过接收电压采样信号获取采样电压,并判断所述采样电压与基准电压是否一致；

电压调制单元，用于根据目标占空比输出固定频率的脉宽调制信号；

第一滤波器，用于将所述电压调制单元输出的脉宽调制信号滤波成模拟直流分量；

隔离单元，用于将所述模拟直流分量与后级电路隔离，并使所述模拟直流分量产生的电压作用于所述电压采样信号上，以调节输出电压；

输出电源，用于提供所述后级电路所需的工作电压。

本发明的有益效果在于：能够通过电压调制单元输出的脉宽调制信号模拟成的直流分量产生的电压作用于电压采样信号上，从而能够改变电压采样信号获取的采样电压，并且，由于电压调制单元输出的脉宽信号模拟成的之流分量能够产生一额外电压，因而，无需改变分压电阻的阻值比就可以改变输出电压，简化了用户的操作过程。

在一个实施例中，所述电路还包括：

储能滤波单元，用于通过自身容量的电容的充放电过程实现储能和对所述电路的供能。

本实施例的有益效果在于：能够及时的为上管提供能量，且具有滤波效果，使输入电源纹波较小。

在一个实施例中，所述电源管理芯片，还包括：

电源引脚，用于接收所述输入电源发送的电源信号。

在一个实施例中，所述电路还包括：

第二滤波器，用于对所述输入电源产生的电源信号进行储能滤波，以使所述电源引脚接收的电源信号为稳定的或纹波可接受的电源信号。

本实施例的有益效果在于：通过第二滤波器将输入电源产生的电源信号滤波为稳定的或纹波可接受的电源信号，避免了信号波动影响电源管理芯片的正常工作。

在一个实施例中，所述电源管理芯片，还包括：

使能引脚，用于控制所述电源管理芯片的开和关。

在一个实施例中，所述电路还包括：

第一限流单元，连接于所述输入电源与所述使能引脚之间，用于降低所述输入电源流向所述使能引脚的电流。

本实施例的有益效果在于：在使能引脚与输入电源之间设置第一限流单元，从而降低了从输入电源流入使能引脚的电流，从而防止由于电流过大而烧掉使能引脚。

在一个实施例中，所述电路还包括：

第二限流单元，用于在电流值达到预设阈值时关闭所述电源管理芯片。

在一个实施例中，所述电源管理芯片，还包括：

恒压器，用于使所述电源管理芯片产生一恒定的输出电压；

输出引脚，用于输出所述恒定的输出电压。

本实施例的有益效果在于：能够通过恒压器使电源行骗产生一恒定的输出电压，并通过输出引脚输出该恒定的电压，从而能够为后级电路额外提供一恒定的电压，进一步节省了输入电源的电能。

在一个实施例中，所述电路还包括：

第三滤波器，用于对所述恒定的输出电压进行滤波。

本实施例的有益效果在于：能够通过第三滤波器对恒定的输出电压进行滤波，从而防止该输出电压信号波动，以避免对后级电路产生影响。

在一个实施例中，所述电源管理芯片，还包括：

工作正常引脚，用于当所述电源管理芯片工作正常时，输出高电平。

在一个实施例中，所述电路还包括：

工作状态指示单元，用于与所述工作正常引脚连接，包括：

npn型晶体管，用于在接收到高电平输入时导通；

指示灯，与所述npn型晶体管连接，用于当所述电源管理芯片工作正常时处于长亮状态。

本实施例的有益效果在于：由于工作正常引脚在电源管理芯片工作正常时输出高电平，因而，本实施例巧妙地利用了npn型晶体管在高电平时导通的特性，在npn型晶体管上连接一指示灯，当该指示灯长亮时，说明npn型晶体管为导通状态，即工作正常引脚输出的为高电平，进而说明电源管理芯片工作正常，从而能够通过指示灯的亮灭判断电源管理芯片是否处于正常工作状态。

在一个实施例中，所述电路还包括：

计算单元，用于计算所述脉宽调制信号的目标占空比。

本实施例的有益效果在于：不改变采样电阻阻值的情况下，可以通过单片机输不同占空比的pwm信号来控制输出电压的大小。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明所示电路中电源输出模块的示意图；

图2为本发明所示电路中电源控制模块的示意图；

图3为本发明所示电路中电压调制单元的示意图；

图4为本发明所示电路中第一滤波器的示意图；

图5为本发明中电压采样信号的流向示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

目前常用降压电路为开关型降压电路，原理是对储能元件进行充放电来实现降压，具体为输入电源经过图1中的q1(q3截止)向电感l1充电，并向后级电路供电，同时电感将电场转成磁场保存能量，当q1截止，q3导通时，电感l1停止充电转为放电，磁场能量转成电场能量，继续向后级电路供电，这样电感一会儿充电将电场转成磁场，一会儿放电将保存的磁场转成电场为后级继续提供能量，直到充电的磁通量和放电的磁通量相同时，那输出电压将保持相对平稳，由于充电状态不是一直执行，所以输出电压要比输入电压低，从而完成降压任务，但是电感输出端的电压波动比较大，会对后级电路产生影响，所以需要加一些电容将输出电压滤波成纹波比较小的输出电压。

图1-4为本发明一实施例中一种电路示意图，如图1-4所示，该电路包括：

输入电源，用于提供电路所需的工作电压，如图2所示；

电源管理芯片，该电源管理芯片包括反馈引脚，该反馈引脚用于通过接收电压采样信号获取采样电压，并判断所述采样电压与基准电压是否一致，如图2所示；

电压调制单元，用于根据目标占空比输出固定频率的脉宽调制信号，如图3所示；

第一滤波器，用于将所述电压调制单元输出的脉宽调制信号滤波成模拟直流分量，如图4所示；

隔离单元，用于将所述模拟直流分量与后级电路隔离，并使所述模拟直流分量产生的电压作用于所述电压采样信号上，以调节输出电压，如图4所示；

输出电源，用于提供所述后级电路所需的工作电压，如图1所示。

通过对图1的介绍可以看出，输出电压大小和电感充电时间长短有关，因而，可以控制q1导通/截止(q3截止/导通)的时间来控制输出电压，如图2所示，电源管理芯片u1的上管/下管驱动引脚便是控制q1/q3导通截止的，而q1的导通时间(q3的截止时间)是根据输出电压的采样信号(图2中u1的反馈引脚)和电源管理芯片的基准电压进行比较，来决定的。如果采样电压高于基准电压，则q1的导通时间将缩短，反之导通时间延长。输出电压的采样信号是由图2中的r7、r9分压得到的，因此r7、r9的阻值固定了，那输出电压的采样信号也将固定。

鉴于此，本发明提供一种通过pwm信号控制输出电压采样信号的电路，用于使采样电压与基准电压保持一致，从而便于更好的控制q1/q3的导通时间。本发明中，引入一电压调制单元，能够根据目标占空比输出固定频率的脉宽调制信号；本发明中还包括第一滤波器，能够将该电压调制单元输出的脉宽调制信号滤波成模拟直流分量；另外，本发明还包括一隔离单元，将第一滤波器滤波出的第一模拟直流分量产生的电压作用与电压采样信号中，从而调节输出电压。

图3为本发明中电压调制单元u2，通过引脚输出固定频率的pwm信号，其中，该pwm信号的占空比可调。图4为本发明中一隔离单元的示意图，包括由r10和c22组成的低通滤波器(第一滤波器)以及隔离器件q5。

脉宽调制信号经过由r10和c22组成的低通滤波器滤波成模拟直流分量，由于此直流分量会受到后级电路影响，因而需要用隔离器件q5运算放大器来隔离此直流分量和后级电路，并可以适时增加驱动能力，将隔离后的信号并入电源控制芯片电压控制引脚(图2中u1的反馈引脚),电源电压控制原理是，将采集到的输出电压与电源控制芯片的基准电压进行比较，如果不一样电源控制芯片会自动调整输出电压使采样电压与参考电压一致，但是采样电压是由两个电阻r7、r9分压得来，所以一旦电阻阻值固定了，那么采样电压便是固定的，输出电压也便固定了，鉴于电阻分压是固定值，所以需要额外给采样信号一个电压来改变电源控制芯片电压控制引脚(图2中u1的反馈引脚)的电压，致使与参考电压不一致，这样电源控制芯片便可以自动调整输出电压，使电阻采样电压叠加额外电压即电源控制芯片的电压控制引脚电压与参考电压一致，从而实现电压可控。

通过上述方案，从而能够控制输出电压，相对于现有技术中通过改变电阻来改变输出电压的方案，本方案显然更加方便，且成本低廉。

本发明的有益效果在于：能够通过电压调制单元输出的脉宽调制信号模拟成的直流分量产生的电压作用于电压采样信号上，从而使电压采样信号获取的采样电压与基准电压保持一致。

所述电路还包括：

储能滤波单元，用于通过自身预设容量的电容的充放电过程实现储能和对所述电路的供能。

电路还包括由c2和c3两个电容构成的储能滤波单元。

本实施例的有益效果在于：能够及时的为上管提供能量，且具有滤波效果，使输入电源纹波较小。

所述电源管理芯片，还包括：

电源引脚，用于接收所述输入电源发送的电源信号。

电源管理芯片u1还包括用来接收输入电源发送的电源信号的电源引脚。

所述电路还包括：

第二滤波器，用于对所述输入电源产生的电源信号进行储能滤波，以使所述电源引脚接收的电源信号为稳定的或纹波可接受的电源信号。

电路还包括r3和c10构成的第二滤波器，该第二滤波器用来对输入电源产生的电源信号进行滤波，从而使电源引脚接收的电源信号为稳定的或纹波可接受的电源信号。

本实施例的有益效果在于：通过第二滤波器将输入电源产生的电源信号滤波为稳定的或纹波可接受的电源信号，避免了信号波动影响电源管理芯片的正常工作。

所述电源管理芯片，还包括：

使能引脚，用于控制所述电源管理芯片的开和关。

本实施例中，电源管理芯片u1中包括使能引脚，用来控制电源管理芯片的开启和关闭。

所述电路还包括：

第一限流单元，连接于所述输入电源与所述使能引脚之间，用于降低所述输入电源流向所述使能引脚的电流。

本实施例中，电路还包括由图2所示的r1构成的第一限流单元，该限流单元连接于输入电源与使能引脚之间，用来降低输入电源流向使能引脚的电流。

本实施例的有益效果在于：在使能引脚与输入电源之间设置第一限流单元，从而降低了从输入电源流入使能引脚的电流，从而防止由于电流过大而烧掉使能引脚。

所述电路还包括：

第二限流单元，电流值达到预设电流阈值时关闭所述电源管理芯片

本实施例中，该第二限流单元中包括r5和c9组成的限流支路、c11组成的限流支路以及r8和c18组成的限流支路，电阻和电容的参数来控制在多大电流的情况下关闭电源管理芯片，即过流保护。由于直流电路不通过电容，因而，在电压保持不变的时候，有电容的地方全部断路，即c9、c11和c18所在的限流支路都断路，而当电压发生改变时，相当于由直流电路变为交流电路，因而，c9、c11和c18开始进行充放电，c9、c11和c18所在的限流支路全部导通。

所述电源管理芯片，还包括：

恒压器，用于使所述电源管理芯片产生一恒定的输出电压；

输出引脚，用于输出所述恒定的输出电压。

电源管理芯片u1内置恒压器，该恒压器用来使电源管理芯片产生一恒定的输出电压。同时，通过电源管理芯片u1上的输出引脚将该恒定的输出电压输出。

本实施例的有益效果在于：能够通过恒压器使电源芯片产生一恒定的输出电压，并通过输出引脚输出该恒定的电压。

所述电路还包括：

第三滤波器，用于对所述恒定的输出电压进行滤波。

本实施例中，电路还包括由c8组成的第三滤波器，该第三滤波器用来对输出引脚输出的恒定的输出电压进行滤波。

本实施例的有益效果在于：能够通过第三滤波器对恒定的输出电压进行滤波，从而防止该输出电压信号波动，以避免对后级电路产生影响。

在一个实施例中，如图2所示，所述电源管理芯片，还包括：

工作正常引脚，用于当所述电源管理芯片工作正常时，输出高电平。

在一个实施例中，如图2所示，所述电路还包括：

工作状态指示单元，用于与所述工作正常引脚连接，包括：

npn型晶体管，用于在接收到高电平输入时导通；

指示灯，与所述npn型晶体管连接，用于当所述电源管理芯片工作正常时处于长亮状态。

本实施例中，电路还包括工作状态指示单元，用来与u1中的工作正常引脚连接，具体包括：一npn型晶体管，即图2中的q4，用来在接收到高电平时候导通。还包括一指示灯，该指示灯连接在q4上，当u1工作正常时，工作正常引脚输出高电平，而npn型晶体管在高电平的情况下导通，此时，连接在npn型晶体管上的指示灯亮。可见，当连接在npn型晶体管上的指示灯亮时，说明u1处于正常工作状态。

本实施例的有益效果在于：由于工作正常引脚在电源管理芯片工作正常时输出高电平，因而，本实施例巧妙地利用了npn型晶体管在高电平时导通的特性，在npn型晶体管上连接一指示灯，当该指示灯长亮时，说明npn型晶体管为导通状态，即工作正常引脚输出的为高电平，进而说明电源管理芯片工作正常，从而能够通过指示灯的亮灭判断电源管理芯片是否处于正常工作状态。

在一个实施例中，所述电路还包括：

计算单元，用于计算所述脉宽调制信号的目标占空比。

本实施例中，可包括计算单元，用来计算脉宽调制信号的目标占空比。

例如，电源管理芯片u1内部基准电压为0.591v，假设输出电压为1.8v，那么需要图2中的r7与r9将1.8v分压出0.591v这样u1的反馈引脚输入电压为0.591v，和u1内部的基准电压一样，u1电源管理芯片，将保持输出电压不变，(确切来说u1不负责输出电压是多，也不知道是多少，但它能改变和保持输出电压，用两个分压电阻来分出一个电压，这个电压输入到u1的反馈引脚上，和内部基准电压进行比较，如果不一样，u1会自动调节输出电压，直到输出电压分压后得到的电压和基准电压一样后，便维持此输出电压不变，故达到了设计人员想要的电压，所以通过调节分压电阻的比值，可以控制输出电压)，如图2所示，u1反馈引脚上的电压就是r9上的电压(有电容的地方可以看成短路，这是用来过流保护用的)，需要让r9上的电压vr9和0.591v一致即可。

输出电压为1.8v，假设r7为20kω，则由输出电压和基准电压求得r9为9.78kω。

所以改变r7、r9的比值，变可以改变r9的电压，这样就可以改变输出电压了。

采用本发明所提供的方案，可以不改变r7、r9的比值，在r9原来的电压上添加一个额外的电压，来改变r9的电压，这样由于r9的电压就是u1的反馈引脚的电压，导致反馈电压和基准电压不一致，u1自动修正输出电压，使r7、r9分压后加上额外的电压和基准电压一样，这样就可以通过控制额外电压的大小来控制输出电压了，比如在上述r7、r9的阻值不变的情况下。现要输出1.5v，则如图5所示，需要将额外电压通过一个电阻r13(如果不通过电阻，直接接到电压采样信号上，那电压采样信号就是额外电压了，便不再受控制，此额外电压必须得是0.591v，否则电源管理芯片将一直调整输出电压，但始终无法改变电压采样信号，导致设计失败)并入到电压采样信号上即u1的反馈引脚，假设r13也是20kω，先要保持r9的电压不变，那么通过r9的电流也不能变，但是输出电压变小，必然导致通过r7的电流变小，那通过r7流过r9的电流也会变小，所需要将减少的电流通过r13来弥补，所以计算模块首先根据基准电压、输出电压(1.5v)、r9和r7的阻值得到需要的额外电压为0.891v，而额外电压是由一个单片机输出3.3v的pwm信号滤波产生的，因而，根据计算模块计算得到脉宽调制信号的占空比为27％。

本实施例的有益效果在于：不改变采样电阻阻值的情况下，可以通过单片机输不同占空比的pwm信号来控制输出电压的大小。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。