一种用于开关电源的电压电流调节电路的制作方法

1.本技术涉及开关电源的技术领域，特别涉及一种用于开关电源的电压电流调节电路。


背景技术：

2.开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，随着电力电子技术的发展和创新，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
3.开关电源传统的调节电路，实现方式一般为可调电阻（电位器）方式，通过可调电阻改变与电源输出端采样电压值或者改变调节电路的基准电压值，从而实现输出电压的可调。
4.针对上述相关技术，发明人发现，可调电阻调节不便，且在振动环境下易出现偏差，因此，存在开关电源输出电压值和输出电流值精度不高的缺陷。


技术实现要素：

5.为了提高开关电源输出电压值和输出电流值的精度，本技术提供了一种用于开关电源的电压电流调节电路。
6.一种用于开关电源的电压电流调节电路，包括控制模块、与所述控制模块连接的调节模块；其中，所述控制模块用于输出预设的电压调节值和电流调节值；
7.所述调节模块还与用于检测开关电源输出电压值与输出电流值的检测模块连接，所述调节模块分别用于接收所述电压调节值、所述电流调节值、所述输出电压值和所述输出电流值，并输出调整信号；
8.所述调节模块还与用于接收所述调整信号，并基于所述调整信号调节所述输出电压值与所述输出电流值的电源芯片连接。
9.通过采样上述技术方案，控制模块直接输出电压调节值和电流调节值作为电压调节的和电流调节的基准，而后调节模块根据接收到的电压调节值、电流调节值、输出电压值和输出电流值，输出调整信号，从而调节输出电压值与输出电流值。由于控制模块输出的电压调节值和电流调节值准确且便于调节，因此，相比于采用可调电阻调节基准值，不易出现偏差，具有输出精度高的有益效果。
10.可选的，所述控制模块包括mcu和数模转换器，所述数模转换器用于输出所述电压调节值和所述电流调节值；
11.所述mcu与所述数模转换器连接，所述mcu用于控制所述数模转换器输出所述电压调节值和所述电流调节值的幅值。
12.通过采样上述技术方案，mcu向数模转换器写入数据，从而设置电压调节值和电流调节值。
13.可选的，所述调节模块包括比较单元、或门电路、以及开关电路；其中，
14.所述比较单元的第一输入端用于接收所述输出电压值，第二输入端用于接收所述电压调节值，第三输入端用于接收所述输出电流值，第四输入端用于接收所述电流调节值；
15.所述比较单元的第一输出端与所述或门电路的第一输入端连接，所述比较单元的第二输出端与所述或门电路的第二输入端连接；
16.所述或门电路的输出端与所述开关电路的控制端连接，所述或门电路用于控制所述开关电路输出调整信号的幅值。
17.通过采样上述技术方案，比较单元根据输出电压值和电压调节值的大小关系，在第一输出端输出不同幅值的电压，并且，比较单元根据输出电流值和电流调节值的大小关系，在第二输出端也会输出不同幅值的电压，比较单元第一输出端和第二输出端的电压幅值均能够影响或门电路输出端的电压值，由于或门电路输出端与开关电路的控制端连接，进而能够控制开关电路的开度，当开关电路开度大时，开关电路输出调整信号的幅值大；当开关电路开度小时，开关电路输出调整信号的幅值小。
18.可选的，所述比较单元包括两比较电路，两所述比较电路的电路结构相同；其中，
19.一所述比较电路的第一输入端与所述比较单元的第一输入端连接，第二输入端与所述比较单元的第二输入端连接，输出端与所述比较单元的第一输出端连接；
20.另一所述比较电路的第一输入端与所述比较单元的第三输入端连接，第二输入端与所述比较单元的第四输入端连接，输出端与所述比较单元的第二输出端连。
21.通过采样上述技术方案，比较单元设置两个比较电路，其中一个比较输出电压值和电压调节值的大小关系，其中另一个比较电路比较输出电流值和电流调节值的大小关系。
22.可选的，所述比较电路包括运算放大器a、第一电容器c1、第二电容器c2、第一电阻器r1和第二电阻器r2；其中，
23.所述运算放大器a的同向输入端分别与所述第一电容器c1的一端和所述第一电阻器r1的一端连接；所述第一电容器c1的另一端接地；所述第一电阻器r1的另一端与所述比较电路的第二输入端或第四输入端连接；
24.所述运算放大器a的反向输入端与所述比较电路的第一输入端或第三输入端连接，所述运算放大器a的反向输入端与还所述第二电容器c2的一端连接，所述第二电容器c2的另一端与所述第二电阻器r2的一端连接，所述第二电阻器r2的另一端分别与所述运算放大器a的输出端以及所述比较电路的输出端连接。
25.通过采样上述技术方案，比较电路是由运算放大器a为主要元器件构成的积分器；积分器能够将输出电压值和电压调节值的差值或根据输出电流值和电流调节值的差值随着时间的增加而累计，即便差值很小，积分项也会随着时间的增加而加大，从而推动开关电路输出的调整信号增大，使稳态误差进一步减小，直到接近于零，可以使电压和电流在进入稳态后几乎无稳态误差。
26.可选的，所述或门电路包括第一二极管d1、第二二极管d2和第三电阻器r3；其中，所述第一二极管d1的阴极与所述或门电路的第一输入端连接，所述第一二极管d1的阳极分别与所述第二二极管d2的阳极以及所述第三电阻器r3的一端连接，所述第三电阻器r3的另一端连接有电源vcc，所述第一二极管d1的阴极与所述或门电路的第一输入端连接；
27.所述第一二极管d1的阳极、所述第二二极管d2的阳极和所述第三电阻器r3的一端均与所述或门电路的输出端连接。
28.通过采样上述技术方案，由于第一二极管d1阳极和第二二极管d2阳极通过第三电阻器r3与电源vcc连接，当第一二极管d1或第二二极管d2导通时，第一二极管d1阳极和第二二极管d2阳极连接处的电位比第一二极管d1阴极或第二二极管d2阴极的电位高0.3v（锗管）左右；当第一二极管d1和第二二极管d2截止时，第一二极管d1阳极和第二二极管d2阳极连接处的电位为电源vcc的电位。
29.可选的，所述开关电路包括光电耦合器oc和第四电阻器r4，所述光电耦合器oc初级的阳极与所述第四电阻器r4的一端连接，所述第四电阻器r4的另一端连接有电源vcc，所述光电耦合器oc初级的阴极与所述开关电路的控制端连接；
30.所述光电耦合器oc次级的发射极接地，所述光电耦合器oc次级的集电极用于输出调整信号。
31.通过采样上述技术方案，当第一二极管d1或第二二极管d2导通时，光电耦合器oc初级阳极电位高于阴极电位，光电耦合器oc初级发光元件发光，使光电耦合器oc次级光敏元件导通，导通程度由光电耦合器oc初级阳极电位与阴极电位差决定；当第一二极管d1和第二二极管d2截止时，光电耦合器oc初级阳极电位与阴极电位相等，使光电耦合器oc次级光敏元件截止。
32.可选的，所述数模转换器为的型号为mcp4922。
33.综上所述，本技术至少包括以下有益效果：
34.设置控制模块和调节模块的目的是，控制模块直接输出电压调节值和电流调节值作为电压调节的和电流调节的基准，而后调节模块根据接收到的电压调节值、电流调节值、输出电压值和输出电流值，输出调整信号，从而调节输出电压值与输出电流值。由于控制模块输出的电压调节值和电流调节值准确且便于调节，因此，相比于采用可调电阻调节基准值，不易出现偏差，具有输出精度高的有益效果。
附图说明
35.图1是本技术用于开关电源的电压电流调节电路的一种实施方式的结构框图；
36.图2是本技术数模转换器一种实施方式的连接结构示意图；
37.图3是本技术mcu一种实施方式的连接结构示意图；
38.图4是本技术调节模块的电路结构示意图；
39.图5是本技术电源芯片反馈端fb的内部结构示意图。
40.附图标记说明：100、控制模块；110、mcu；120、数模转换器；200、调节模块；210、比较单元；211、比较电路；220、或门电路；230、开关电路；300、检测模块；400、电源芯片；500、输出模块。
具体实施方式
41.本技术结合附图1-附图5为例进一步进行详细说明。
42.本技术公布了一种用于开关电源的电压电流调节电路，作为用于开关电源的电压电流调节电路的一种实施方式，如附图1所示，包括控制模块100、与控制模块100连接的调
节模块200；其中，控制模块100用于输出预设的电压调节值和电流调节值；调节模块200还与用于检测开关电源输出电压值与输出电流值的检测模块300连接，调节模块200分别用于接收电压调节值、电流调节值、输出电压值和输出电流值，并输出调整信号；调节模块200还与用于调节开关电源输出电压值与输出电流值的电源芯片400连接，电源芯片400通过与输出模块500连接，从而调节开关电源输出电压值与输出电流值。
43.本实施例中，电源芯片400采用ob2276，控制模块100直接输出电压调节值和电流调节值作为电压调节的和电流调节的基准，输出的电压调节值和电流调节值准确且便于调节。因此，相比于采用可调电阻调节基准值，具有不易出现偏差，且调整精度高的有益效果。
44.如附图2和附图3所示，作为控制模块100的一种实施方式，控制模块100包括mcu110和数模转换器120，数模转换器120用于输出电压调节值和电流调节值；mcu110与数模转换器120连接，mcu110用于控制数模转换器120输出电压调节值和电流调节值的幅值。
45.本实施例中，数模转换器120为的型号为mcp4922，mcu110的型号为ht46r0662；mcp4922是12位的dac转换器，4096 lsb，若以最高电压36v计算，调节精度可以到8.8mv（36v/4096）；同样，若以最大电流5a计算，调节精度可以1.2ma（5a/4096），mcu110通过spi接口（cs、sck和sdi端口）向mcp4922写入数据设置电压调节值和电流调节值。
46.如附图4所示，作为调节模块200的一种实施方式，调节模块200包括比较单元210、或门电路220、以及开关电路230；其中，比较单元210的第一输入端用于接收输出电压值，第二输入端用于接收电压调节值，第三输入端用于接收输出电流值，第四输入端用于接收电流调节值；比较单元210的第一输出端与或门电路220的第一输入端连接，比较单元210的第二输出端与或门电路220的第二输入端连接；或门电路220的输出端与开关电路230的控制端连接，或门电路220用于控制开关电路230输出调整信号的幅值。
47.作为比较单元210的一种实施方式，比较单元210包括两比较电路211，两比较电路211的电路结构相同；其中，一比较电路211的第一输入端与比较单元210的第一输入端连接，第二输入端与比较单元210的第二输入端连接，输出端与比较单元210的第一输出端连接；另一比较电路211的第一输入端与比较单元210的第三输入端连接，第二输入端与比较单元210的第四输入端连接，输出端与比较单元210的第二输出端连。
48.作为比较电路211的一种实施方式，比较电路211包括运算放大器a、第一电容器c1、第二电容器c2、第一电阻器r1和第二电阻器r2；其中，运算放大器a的同向输入端分别与第一电容器c1的一端和第一电阻器r1的一端连接；第一电容器c1的另一端接地；第一电阻器r1的另一端与比较电路211的第二输入端或第四输入端连接；运算放大器a的反向输入端与比较电路211的第一输入端或第三输入端连接，运算放大器a的反向输入端与还第二电容器c2的一端连接，第二电容器c2的另一端与第二电阻器r2的一端连接，第二电阻器r2的另一端分别与运算放大器a的输出端以及比较电路211的输出端连接。
49.本实施例中，比较电路211是由运算放大器a为主要元器件构成的积分器，运算放大器a由+5v和-5v双电源供电；积分器能够将输出电压值和电压调节值的差值或根据输出电流值和电流调节值的差值随着时间的增加而累计，即便差值很小，积分项也会随着时间的增加而加大，从而推动开关电路230输出的调整信号增大，使稳态误差进一步减小，直到接近于零，可以使电压和电流在进入稳态后几乎无稳态误差。
50.作为或门电路220的一种实施方式，或门电路220包括第一二极管d1、第二二极管
d2和第三电阻器r3；其中，第一二极管d1的阴极与或门电路220的第一输入端连接，第一二极管d1的阳极分别与第二二极管d2的阳极以及第三电阻器r3的一端连接，第三电阻器r3的另一端连接有电源vcc，第一二极管d1的阴极与或门电路220的第一输入端连接；第一二极管d1的阳极、第二二极管d2的阳极和第三电阻器r3的一端均与或门电路220的输出端连接。
51.本实施方式中，电源vcc为+5v，第一二极管d1和第二二极管d2以锗管为例，当比较电路211输出端输出的电压小于4.7v时，第一二极管d1和第二二极管d2导通，此时，若比较电路211输出端输出的电压为4v，即第一二极管d1阴极或第二二极管d2阴极为4v时，第一二极管d1阳极和第二二极管d2阳极连接处的电位为4.3v，同理，若比较电路211输出端输出的电压为0v，即第一二极管d1阴极或第二二极管d2阴极为0v时，第一二极管d1阳极和第二二极管d2阳极连接处的电位为0.3v。当比较电路211输出端输出的电压大于等于4.7v时，第一二极管d1和第二二极管d2截止，第一二极管d1阳极和第二二极管d2阳极连接处的电位为5v。
52.作为开关电路230的一种实施方式，开关电路230包括光电耦合器oc和第四电阻器r4，光电耦合器oc初级的阳极与第四电阻器r4的一端连接，第四电阻器r4的另一端连接有电源vcc，光电耦合器oc初级的阴极与开关电路230的控制端连接；光电耦合器oc次级的发射极接地，光电耦合器oc次级的集电极用于输出调整信号。
53.本实施方式中，第一二极管d1阳极和第二二极管d2阳极连接处与光电耦合器oc初级阴极连接，电耦合器oc初级阳极通过第四电阻器r4与电源vcc连接，若第一二极管d1阳极和第二二极管d2阳极连接处的电位为4.3v，则电源vcc与光电耦合器oc初级阴极的电位差为0.7v；若第一二极管d1阳极和第二二极管d2阳极连接处的电位为0.3v，则电源vcc与光电耦合器oc初级阴极的电位差为4.7v；若第一二极管d1阳极和第二二极管d2阳极连接处的电位为5v，则电源vcc与光电耦合器oc初级阴极的电位差为0v；不同的电位差使得流过光电耦合器oc初级发光元件发光的电流不同，从而光电耦合器oc初级发光元件发光程度不同，而光电耦合器oc次级光敏元件导通程度由初级元件的发光程度不同决定，光电耦合器oc初级发光元件发光量越强，电耦合器oc次级光敏元件导通电阻越低。
54.如附图5所示，本实施例中，电耦合器oc次级集电极与ob2276型电源芯片400的反馈端fb连接，ob2276型电源芯片400的反馈端fb内部分别与二极管阳极和电阻器连接，电阻器另一端连接有5v电源，因此，当电耦合器oc次级光敏元件导通电阻越低时，ob2276型电源芯片400的反馈端fb的电位越低，ob2276型电源芯片400基于其反馈端fb的电位调节输出电压值和输出电流值。
55.需要说明的是，本技术中检测模块300、输出模块500以及通过电源芯片400控制调整输出模块500的输出电压和输出电流均为现有技术，在此不再详述。
56.本技术的实施原理是：
57.mcu110通过spi接口（cs、sck和sdi端口）向数模转换器120写入数据设置电压调节值和电流调节值，数模转换器120直接输出电压调节值和电流调节值作为电压调节的和电流调节的基准，而后比较单元210通过比较输出电压值和电压调节值的大小关系以及比较输出电流值和电流调节值的大小关系，当输出电压值和电压调节值之间存在误差或输出电流值和电流调节值之间存在误差时，或门电路220均会控制开关电路230的开度，从而开关电路230输出不同幅值的调整信号，用于调整输出电压值和输出电流值。
58.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。