本实用新型涉及一种电源系统，特别涉及一种可随输入信号变动工作电源的动态电源系统。
背景技术：
传统电压随耦电路(Voltage follower circuit)包括一运算放大器(Operational Amplifier,OP,OPA,以下简称OPA)，藉由该OPA及其电路连接关系，使该OPA的输出电压信号等于输入电压信号，藉此可应用在需要输出电压等于输入电压的电源系统上。
目前市面上具有不同规格的OPA，包括失调电压(Voltage Offset,Vos,以下简称Vos)、输入偏置电流(Input Bias Current,Ib,以下简称Ib)、失调漂移电压(Voltage Offset drift,Vos drift,以下简称Vos drift)及工作电源范围，受限OPA规格的影响，特性好的OPA普遍都是小工作电源范围(如±5.5V)，当要使用大输入电压信号时，就无法挑选小工作电源规格特性较好的OPA，造成电压随耦电路的电路特性无法提升。
当选择特性规格较好的OPA，通常都是小工作电源范围，只能在小输入电压的操作范围，输入电压操作范围受限于共模电压(Common-Mode Voltage,VCM)规格特性，当输入电压信号超过共模电压时，OPA的输出电压会无法达到电压跟随点，且输入电压信号超过工作电源时，输入电压信号就会进入限压状态。
当OPA的输入电压信号需要大电压操作范围信号时，就需要挑选大工作电源范围的OPA，但大工作电源范围的OPA普遍具有较差(高)的Vos特性、较差(高)的Ib、特性及较差(高)的Vos drift特性，在元件挑选上，迁就于元件规格而造成规格限制。
技术实现要素：
有鉴于上述现有技术所存在的问题，本实用新型的主要目的是提供一种可随输入信号变动工作电源的动态电源系统，以使工作电源范围可随不同的输入电压信号变动，并藉此不受输入电压信号及工作电源范围影响下更换规格较好的电压随耦电路。
为了达成上述目的所采取的技术手段，是令前述可随输入信号变动工作电源的动态电源系统，包括：
一信号输入电路，供电连接一信号源以接收一输入电压信号，并输出一输出电压信号，该输出电压信号等于该输入电压信号；
一第一电源控制电路，电连接该信号输入电路，该第一电源控制电路接收输出电压信号，产生一第一工作电源信号；
一第二电源控制电路，电连接该信号输入电路，该第二电源控制电路接收到输出电压信号，产生一第二工作电源信号；
一电压随耦电路，分别电连接该第一电源控制电路与该第二电源控制电路，该电压随耦电路接收该第一工作电源信号与该第二工作电源信号，以工作在工作电源信号范围。
较佳地，所述信号输入电路包括：
一第一运算放大器，包括多个输入端及一输出端，该第一运算放大器的一第一输入端电连接该信号源，该第一运算放大器的一第二输入端电连接该第一运算放大器的输出端，该第一运算放大器的一第三输入端供电连接一第一电源，该第一运算放大器的一第四输入端供电连接一第二电源；
一第一电阻，该第一电阻的一端电连接该第一运算放大器的输出端，该第一电阻的另一端电连接该第一电源控制电路及该第二电源控制电路。
较佳地，所述第一电源控制电路包括：
一第一二极管，该第一二极管的一端电连接该第一电阻的另一端；
一第一晶体管，该第一晶体管包括一第一端、一第二端及一第三端，该第一晶体管的第三端电连接该第一二极管的另一端；
一第二晶体管，该第二晶体管包括一第一端、一第二端及一第三端，该第二晶体管的第一端电连接该第一晶体管的第三端及该第一二极管的另一端，该第二晶体管的第三端电连接该电压随耦电路；
一第二电阻，该第二电阻的一端电连接该第一晶体管的第二端，该第二电阻的另一端电连接该第一电源；
一第三电阻，该第三电阻的一端电连接该第一晶体管的第一端，该第三电阻的另一端电连接该第二晶体管的第二端；
一第四电阻，该第四电阻的一端电连接该第一电源及该第二电阻的另一端，该第四电阻的另一端电连接该第二晶体管的第二端及该第三电阻的另一端。
较佳地，所述第二电源控制电路包括：
一第二二极管，该第二二极管的一端电连接该第一电阻的另一端；
一第三晶体管，该第三晶体管包括一第一端、一第二端及一第三端，该第三晶体管的第三端电连接该第二二极管的另一端；
一第四晶体管，该第四晶体管包括一第一端、一第二端及一第三端，该第四晶体管的第一端电连接该第三晶体管的第三端及该第二二极管的另一端，该第四晶体管的第三端电连接该电压随耦电路；
一第五电阻，该第五电阻的一端电连接该第三晶体管的第二端，该第五电阻的另一端电连接该第二电源；
一第六电阻，该第六电阻的一端电连接该第三晶体管的第一端，该第六电阻的另一端电连接该第四晶体管的第二端；
一第七电阻，该第七电阻的一端电连接该第二电源及该第五电阻的另一端，该第七电阻的另一端电连接该第四晶体管的第二端及该第六电阻的另一端。
较佳地，所述电压随耦电路包括：
一第二运算放大器，包括多个输入端及一输出端，该第二运算放大器的一第一输入端电连接该信号源，该第二运算放大器的一第二输入端电连接该第二运算放大器的输出端，该第二运算放大器的一第三输入端电连接该第一电源控制电路的第二晶体管的第三端，以接收该第一工作电源信号，该第二运算放大器的一第四输入端电连接该第二电源控制电路的第四晶体管的第三端，以接收该第二工作电源信号，该第二运算放大器的输出端供电连接一负载。
较佳地，所述信号输入电路构成一电压随耦电路。
通过上述构造可知，藉由该第一电源控制电路与该第二电源控制电路随该输入电压信号变动，而分别产生对应不同的第一工作电源信号与第二工作电源信号，使得工作电源信号随着输入电压信号而改变，而让工作电源信号范围随着改变，可使该电压随耦器可以挑选小工作电压范围，藉此改善传统小工作电源的随耦器线路无法操作在大输入电压的问题；对于大电压输入,传统的作法只能迁就选择大工作电压的电压随耦电路，以致于输入大输入电压信号时，无法挑选规格特性较好的小工作电源范围的电压随耦电路的问题，藉此达到改善本实用新型动态电源系统的电路特性。
藉由上述内容，本实用新型可随输入信号变动工作电源的动态电源系统具有以下特点：
1、由于本实用新型的第一工作电源信号、第二工作电源信号可随着该输入电压信号Vin改变而伴随改变，可有效解决传统电压随耦电路是独立供给固定工作电源，导致输入电压信号改变，必须要对应改变工作电源的问题，藉此达到随输入电压信号自动改变工作电源信号的目的。
2、此外，由于传统电压随耦电路是提供固定工作电源，如果电源系统中需要大输入电压信号如14V时，则工作电源必须要挑选±18V，导致电压随耦电路的运算放大器必须选择大工作电源范围为36V，一但电源系统改为小输入电压信号如11V时，受限电源系统的输入电压信号会有可能再次需要14V，导致无法改用具有较好(低)的失调电压Vos特性、较好(低)的输入偏置电流Ib特性及较好(低)的失调漂移电压Vosdrift特性的小工作电源范围(如24V)的电压随耦电路的运算放大器，而且大工作电源范围的电压随耦电路的运算放大器具有较差(高)的失调电压Vos特性、较差(高)的输入偏置电流Ib特性及较差(高)的失调漂移电压Vos drift特性，造成电路特性差。
但是，通过本实用新型提供动态电源系统，使得第一工作电源信号及第二工作电源信号会随着输入电压信号改变，且工作电源信号范围也会随着输入电压信号改变并维持相同范围，例如输入电压信号是12V，则第一工作电源信号是17.5V，第二工作电源信号是6.5V，所以工作电源信号范围是11V；又如，输入电压信号是5V，则第一工作电源信号是10.5V，第二工作电源信号-0.5V，所以工作电源信号范围依然是11V，因此，使用本实用新型动态电源系统可以挑选规格特性好的小工作电源范围的电压随耦电路的运算放大器，而且依然可以操作在大输入电压信号，藉此达到改善电路特性的目的，并且提升系统效能及电路设定的弹性。
附图说明
图1：本实用新型较佳实施例的方块图。
图2：本实用新型较佳实施例的电路架构图。
符号标记说明：
10 信号输入电路
20 第一电源控制电路
30 第二电源控制电路
40 电压随耦电路
具体实施方式
以下配合附图及本实用新型的较佳实施例，进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段。
关于本实用新型可随输入信号变动工作电源的动态电源系统的较佳实施例，请参考图1、图2所示，所述动态电源系统包括一信号输入电路10、一第一电源控制电路20、一第二电源控制电路30以及一电压随耦电路40，该第一电源控制电路20分别电连接该信号输入电路10及该电压随耦电路40，该第二电源控制电路30分别电连接该信号输入电路10及该电压随耦电路40。在本实施例中，该信号输入电路10供电连接一信号源，该电压随耦电路40供电连接该信号源及一负载。
以下将具体说明本实用新型动态电源系统的实际电路架构，该输入信号电路10包括一第一运算放大器(Operational Amplifier)OPA1及一第一电阻R1，该第一运算放大器OPA1包括多个输入端及一输出端，该第一运算放大器OPA1的一第一输入端(A3)电连接该信号源，以接收一输入电压信号，该第一运算放大器OPA1的输出端(A1)回授电连接到该第一运算放大器OPA1的一第二输入端(A2)，该第一运算放大器OPA1的一第三输入端(A8)电连接一第一电源VCC，该第一运算放大器OPA1的一第四输入端(A4)电连接一第二电源VSS，该信号输入电路10接收该信号源的一输入电压信号Vin并输出一输出电压信号，在本实施例中，由于该第一运算放大器OPA1的特性，使该第一运算放大器OPA1的第二输入端(A2)的电压值等于所述第一输入端(A3)所接收到的输入电压信号Vin的电压值，并且该第一运算放大器OPA1的输出端(A1)又与所述第二输入端(A2)连接，所以该第一运算放大器OPA1的输出端(A1)所输出的输出电压信号Vin的电压值会等于该输入电压信号Vin的电压值。在本实施例中，该信号输入电路10为一电压随耦电路。该第一运算放大器OPA1的型号可为OPA2171AIF。
在本实施例中，该第一运算放大器OPA1的第一输入端(A3)为一正相输入端，该第一运算放大器OPA1的第二输入端(A2)为一反相输入端，该第一运算放大器OPA1的第三输入端(A8)为一正工作电源端，该第一运算放大器OPA1的第四输入端为一负工作电源端(A4)，该第一运算放大器OPA1的正、负工作电源端(A8)、(A4)之间的电压差构成该第一运算放大器OPA1的工作电源范围。
该第一电源控制电路20包括一第一二极管D1、一第一晶体管Q1、一第二晶体管Q2、一第二电阻R2、一第三电阻R3及一第四电阻R4。该第一晶体管Q1的一第一端(B端)电连接该第三电阻R3的一端，该第一晶体管Q1的一第二端(C端)电连接该第二电阻R2的一端，该第一晶体管Q1的一第三端(E端)电连接该第二晶体管Q2的一第一端(B端)及该第一二极管D1的一端(N端)，并构成一第一节点N1，该第一二极管D1的另一端(P端)电连接该第一电阻R1的另一端，使该第一电源控制电路20的一输入端电连接该信号输入电路10的输出端，该第二电阻R2的另一端电连接该第一电源VCC及该第四电阻R4的一端，该第四电阻R4的另一端电连接该第三电阻R3的另一端及该第二晶体管Q2的一第二端(C端)，该第二晶体管Q2的一第三端(E端)电连接该电压随耦电路40。该第一二极管D1可为一齐纳二极管(Zener Diode)，并具有一第一电压值VD1，该第一二极管D1的型号为BZT52-6.2V。该第一晶体管Q1的型号可为MMBT2222A。该第二晶体管Q2的型号可为MMBT2222A。在本实施例中，该第一电源VCC可为+18伏特(Vlot)，该第二电源VSS可以为－18伏特(Vlot)，但不以此为限。
该第二电源控制电路30包括一第二二极管D2、一第三晶体管Q3、一第四晶体管Q4、一第五电阻R5、一第六电阻R6及一第七电阻R7。该第三晶体管Q3的一第一端(B端)电连接该第六电阻R3的一端，该第三晶体管Q3的一第二端(C端)电连接该第五电阻R5的一端，该第三晶体管Q3的一第三端(E端)电连接该第二晶体管Q2的一第一端(B端)及该第二二极管D1的一端(P端)，并构成一第二节点N2，该第一二极管D1的另一端(N端)电连接该第一电阻R1的另一端及该第一二极管的一端(P端)，使该第二电源控制电路30的一输入端电连接该信号输入电路10的输出端，该第五电阻R5的另一端电连接该第二电源VSS及该第七电阻R7的一端，该第七电阻R7的另一端电连接该第六电阻R6的另一端及该第四晶体管Q4的一第二端(C端)，该第四晶体管Q4的一第三端(E端)电连接该电压随耦电路40。该第二电极体D2可为一齐纳二极管(Zener Diode)，并具有一第二电压值VD2，该第二二极管D1的型号为BZT52-6.2V。该第三晶体管Q3的型号可为MMBT2907A。该第四晶体管Q4的型号可为MMBT2907A。
该电压随耦电路40包括一第二运算放大器OPA2，该第二运算放大器OPA2包括多个输入端及一输出端，该第二运算放大器OPA2的输出端(B1)电连接该负载，该第二运算放大器OPA2的一第一输入端(B3)电连接该信号源，以接收与该第一运算放大器OPA1相同的输入电压信号Vin，该第二运算放大器OPA2的输出端(B1)回授电连接至该第二运算放大器OPA2的一第二输入端(B2)，该第二运算放大器OPA2的一第三输入端(B8)电连接该第一电源控制电路20的第二晶体管Q2的第三端(E端)，该第二运算放大器OPA2的一第四输入端(B4)电连接该第二电源控制电路30的第四晶体管Q4的第三端(E端)。该第二运算放大器OPA2的型号可为AAD8639。在本实施例中，该第二运算放大器OPA2的输出端(B1)电连接一第八电阻R8，该第八电阻R8为前述该负载的示意，但不以此为限。
在本实施例中，该第二运算放大器OPA2的第一输入端(B3)为一正相输入端，该第二运算放大器OPA2的第二输入端(B2)为一反相输入端，该第二运算放大器OPA2的第三输入端(B8)为一正工作电源端，该第二运算放大器OPA2的第四输入端(B4)为一负工作电源端，该第二运算放大器OPA2的正、负工作电源端(B8)、(B4)之间的电压差构成该第二运算放大器OPA2的工作电源范围。
通过上述构造可知，由该第一电源VCC及该第二电源VSS产生电路压差，使该第一电源VCC提供电源给该第一晶体管Q1、该第二晶体管Q2，使电流流入该第一及第二晶体管Q1、Q2，再流入该第三及第四晶体管Q3、Q4，而让该第一至第四晶体管Q1～Q4工作。
该第一电源控制电路20接收该输出电压信号Vin，加上该第一二极管D1的第一电压值VD1，而构成该第一节点N1的一第一节点电压值(Vin+VD1)，该第一节点电压值再传输到该第二晶体管Q2，由于该第二晶体管Q2内有一晶体管电压VQ2(即B端与E端的电压差)，该第一节点电压值减去该第二晶体管Q2的晶体管电压VQ2后，产生一第一工作电源信号DV_H(Vin+VD1-VQ2)，并传送到该电压随耦电路40的第二运算放大器OPA2的第三输入端(B8)。
该第二电源控制电路30接收该输出电压信号Vin，加上该第二二极管D2的第二电压值VD2，即为该第二节点N2的一第二节点电压值(Vin-VD2)，该第二节点电压值再传输到该第四晶体管Q4，由于该第四晶体管Q4内有一晶体管电压VQ4(即B端与E端的电压差)，该第二节点电压值减去该第四晶体管Q4的晶体管电压VQ4后，产生一第二工作电源信号DV_L(Vin-VD2-(-VQ4))，并传送到该电压随耦电路40的第二运算放大器OPA2的第四输入端(B4)。在本实施例中，该第一电压值VD1等于该第二电压值VD2。
由于该第一工作电源信号DV_H、该第二工作电源信号DV_L会受到该第一运算放大器OPA1所接收的输入电压信号Vin影响，加上该第一运算放大器OPA1与该第二运算放大器OPA2均接收该信号源所提供相同的输入电压信号Vin，所以，随着该输入电压信号Vin的改变，该第一工作电源信号DV_H与该第二工作电源信号DV_L均会随着改变，使得该第一工作电源信号DV_H与该第二工作电源信号DV_L之间的电源信号差构成一动态工作电源信号范围，让该第二运算放大器OPA2的工作电源信号范围可随着该输入电压信号Vin的改变而随着改变。
以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。