一种电压调整电路及无线充电装置的制作方法

本实用新型涉及电源转换电路技术领域，具体而言，涉及一种电压调整电路及无线充电装置。

背景技术：

DC/DC(Direct Current/Direct Current，直流转直流)电源转换电路是电路设计经常用到的电路，目前大量设备(如智能手机、平板电脑)的电源设计都会使用到DC/DC电路，尤其是BUCK电路(BUCK电路是一种降压式直流转直流的电路)。但是有些BUCK芯片没有通信接口用以调整其输出电压，其输出电压只能为固定值，或者是通过反馈电阻(R5、R6) 设定输出电压，如图1所示，输出电压一旦设定后就不能调整，这样会给在某些需要后期灵活调整输出电压的情况带来不便。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个方面在于提出了一种电压调整电路。

本实用新型的另一个方面在于提出了一种无线充电装置。

有鉴于此，根据本实用新型的一个方面，提出了一种电压调整电路，包括：外接PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)电路；控制驱动电路，控制驱动电路的第一输入端与外接PWM电路的输出端相连接，控制驱动电路的第二输入端与控制驱动电路的参考电压输出端相连接，控制驱动电路的第三输入端与电压调整电路的BUCK电路(降压式变换电路) 的输出电压的反馈端相连接；BUCK电路，BUCK电路的开关控制端与控制驱动电路的输出端相连接。

本实用新型提供的电压调整电路，包括外接PWM电路、控制驱动电路、BUCK电路。由控制驱动电路根据其输入电压与BUCK电路的输出电压的反馈电压的误差，将BUCK电路的输出电压调整到设定电压。具体为，当控制驱动电路的第一输入端的电压小于其第二输入端(参考电压)的电压时，将其第三输入端的电压(BUCK电路的输出电压的反馈电压)与其第一输入端的电压差值作为误差，将BUCK电路的输出电压调整到设定电压，此时，BUCK电路的输出电压与外接PWM电路的输入PWM信号存在线性关系，计算BUCK电路所需电压，通过调节外接PWM电路的输入PWM 信号即可调整BUCK电路的输出电压至所需电压，能够实现对BUCK电路的输出电压的灵活调整，提高BUCK电路的适用性。

根据本实用新型的上述电压调整电路，还可以具有以下技术特征：

在上述技术方案中，优选地，外接PWM电路包括PWM输入端、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容；PWM输入端、第一电阻、第三电阻依次连接；第三电阻还与控制驱动电路的第一输入端相连接；第一电容的一端连接在第三电阻与控制驱动电路的第一输入端之间，第一电容的另一端连接至地端；第二电阻的一端连接在第一电阻与第三电阻之间，第二电阻的另一端连接至地端。

在该技术方案中，由PWM输入端输入的PWM信号，以调整BUCK 电路的输出电压至所需电压，第一电阻和第二电阻起到分压作用，通过第三电阻和第一电容进行低通滤波，从而根据PWM信号实现对直流电压的精细调压。

在上述任一技术方案中，优选地，外接PWM电路，还包括：第四电阻，第四电阻的一端连接在第三电阻与第一电容之间，第四电阻的另一端连接至控制驱动电路的第一输入端；第二电容，第二电容的一端连接在第四电阻与控制驱动电路的第一输入端之间，第二电阻的另一端连接至地端。

在该技术方案中，外接PWM电路包括第四电阻和第二电容，第四电阻和第二电容是一个RC(Resistance Capacitance，电阻电容)滤波电路，起到滤波作用，同时第二电容还可起到软启动的作用。

在上述任一技术方案中，优选地，控制驱动电路包括偏置恒流源、误差放大器、脉宽调制器、锯齿波输出电路、逻辑控制器、驱动电路；偏置恒流源的输出端连接在第三电阻与控制驱动电路的第一输入端之间；误差放大器的第一输入端为控制驱动电路的第一输入端，误差放大器的第二输入端为控制驱动电路的第二输入端，误差放大器的第三输入端为控制驱动电路的第三输入端；脉宽调制器的第一输入端与误差放大器的输出端相连接，脉宽调制器的第二输入端与锯齿波输出电路的输出端相连接；逻辑控制器的输入端与脉宽调制器的输出端相连接，逻辑控制器的输出端与驱动电路的输入端相连接；驱动电路的输出端与BUCK电路的开关控制端相连接。

在该技术方案中，当误差放大器的第一输入端的电压小于误差放大器的第二输入端的电压时，误差放大器的输出电压为误差放大器的第三输入端与误差放大器的第一输入端的电压差值，当误差放大器的第一输入端的电压大于等于误差放大器的第二输入端的电压时，误差放大器的输出电压为误差放大器的第三输入端与误差放大器的第二输入端的电压差值；脉宽调制器将误差放大器的输出电压与锯齿波输出电路产生的锯齿波进行比较，产生脉冲控制信号，逻辑控制器根据脉冲控制信号控制驱动电路驱动 BUCK电路，使BUCK电路的输出电压达到设定电压。误差放大器用来获得BUCK电路输出电压的反馈值与由偏置恒流源提供的电压或者控制驱动电路的参考电压的电压差值(误差)，并增益输出给脉宽调制器，脉宽调制器通过误差放大器与锯齿波输出电路产生的锯齿波比较，产生用于脉宽调制的PWM脉冲控制信号，并输出给逻辑控制器，然后通过驱动电路驱动BUCK电路的MOS(Metal Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体) 管的闭合与断开，使BUCK电路的输出电压达到一个稳定的设定电压。

在上述任一技术方案中，优选地，锯齿波输出电路，包括：锯齿波发生器，锯齿波发生器的输出端与脉宽调制器的第二输入端相连接；振荡器，振荡器的输入端与直流电源相连接，振荡器的输出端与锯齿波发生器的输入端相连接。

在该技术方案中，通过振荡器和锯齿波发生器，产生锯齿波，从而得到精确的脉冲控制信号。

在上述任一技术方案中，优选地，BUCK电路包括第一MOS管、第二 MOS管、电感、第三电容、第五电阻、第六电阻；第一MOS管的栅极与驱动电路的第一输出端相连接，第一MOS管的漏极连接至BUCK电路的输入电压端，第一MOS管的源极与第二MOS管的漏极相连接；第二MOS 管的栅极与驱动电路的第二输出端相连接，第一MOS管的源极连接至地端；电感的一端连接在第一MOS管的源极与第二MOS管的漏极之间，电感的另一端连接至BUCK电路的输出端；第三电容的一端连接至BUCK电路的输出端，第三电容的另一端连接至地端；第五电阻的一端连接至BUCK 电路的输出端，第五电阻的另一端与第六电阻的一端相连接；第六电阻的另一端连接至地端。

在上述任一技术方案中，优选地，第五电阻与第六电阻之间的任一点为BUCK电路的输出电压的反馈端。

在该技术方案中，第一MOS管、第二MOS管、电感、第三电容构成基本BUCK电路，BUCK电路的输出电压通过第五电阻和第六电阻进行分压反馈，从而使BUCK电路的输出电压被调节至一个稳定值。

在上述任一技术方案中，优选地，BUCK电路，还包括：第七电阻，第七电阻的一端连接至BUCK电路的输出端，第七电阻的另一端与第八电阻的一端相连接；第八电阻，第八电阻的另一端连接至地端。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：电压反馈控制器，电压反馈控制器的输入端连接在第七电阻与第八电阻之间，电压反馈控制器的输出端连接至PWM输入端。

在该技术方案中，电压反馈控制器用于根据第七电阻与第八电阻之间的电压调节PWM输入端的PWM信号，进而调整BUCK电路的输出电压。电压反馈控制器即一个外接控制器，其连接在PWM输入端，用于根据BUCK电路的输出电压的反馈值调节PWM输入端的PWM信号，进而对输出电压进行微调，以便达到实际所需要的输出电压。

根据本实用新型的另一个方面，提出了一种无线充电装置，包括上述任一项的电压调整电路。

本实用新型提供的无线充电装置，包括上述任一项的电压调整电路，能够实现如上述任一项的电压调整电路的全部有益效果。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了相关技术中电源转换电路的结构图；

图2示出了本实用新型的一个实施例的电压调整电路的结构图；

图3示出了本实用新型的另一个实施例的电压调整电路的结构图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

本实用新型第一方面的实施例，提出一种电压调整电路，图2示出了本实用新型的一个实施例的电压调整电路的结构图。其中，该电压调整电路包括：

外接PWM电路202；

控制驱动电路204，控制驱动电路204的第一输入端与外接PWM电路 202的输出端相连接，控制驱动电路204的第二输入端与控制驱动电路204 的参考电压输出端相连接，控制驱动电路204的第三输入端与电压调整电路204的BUCK电路206的输出电压的反馈端相连接。

BUCK电路206，BUCK电路206的开关控制端与控制驱动电路204 的输出端相连接。

当控制驱动电路的第一输入端的电压小于控制驱动电路的第二输入端的电压时，通过调节由PWM输入端PWM_IN输入的PWM信号调整BUCK 电路的输出电压。

本实用新型提供的电压调整电路，包括外接PWM电路202、控制驱动电路204、BUCK电路206。由控制驱动电路204根据其输入电压与BUCK 电路206的输出电压的反馈电压的误差，将BUCK电路206的输出电压调整到设定电压。具体为，当控制驱动电路204的第一输入端的电压小于其第二输入端(参考电压)的电压时，将其第三输入端的电压(BUCK电路 206的输出电压的反馈电压)与其第一输入端的电压差值作为误差，将 BUCK电路206的输出电压调整到设定电压，此时，BUCK电路206的输出电压与外接PWM电路202的输入PWM信号存在线性关系，计算BUCK 电路206所需电压，通过调节外接PWM电路202的输入PWM信号即可调整BUCK电路206的输出电压至所需电压，能够实现对BUCK电路206的输出电压的灵活调整，提高BUCK电路的适用性。

优选地，如图3所示，外接PWM电路202包括：PWM输入端PWM_IN、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第四电阻R4、第二电容C2。

PWM输入端PWM_IN、第一电阻R1、第三电阻R3依次连接，第三电阻R3还与控制驱动电路204的第一输入端相连接；第一电容C1的一端连接在第三电阻R3与控制驱动电路204的第一输入端之间，第一电容C1 的另一端连接至地端；第二电阻R2的一端连接在第一电阻R1与第三电阻 R3之间，第二电阻R2的另一端连接至地端。第四电阻R4的一端连接在第三电阻R3与第一电容C1之间，第四电阻R4的另一端连接至控制驱动电路204的第一输入端；第二电容C2的一端连接在第四电阻R4与控制驱动电路204的第一输入端之间，第二电阻R2的另一端连接至地端。在该实施例中，由PWM输入端PWM_IN输入的PWM信号，以调整BUCK电路的输出电压至所需电压，第一电阻和第二电阻起到分压作用，通过第三电阻R3和第一电容C1进行低通滤波，从而根据PWM信号实现对直流电压的精细调压。第四电阻R4和第二电容C2是一个RC滤波电路，起到滤波作用，同时第二电容C2还可起到软启动的作用。

控制驱动电路204包括：偏置恒流源400、误差放大器402、脉宽调制器404、锯齿波输出电路、逻辑控制器406、驱动电路408。

偏置恒流源400的输出端连接在第三电阻R3与控制驱动电路204的第一输入端之间；误差放大器402的第一输入端SS为控制驱动电路204的第一输入端，误差放大器402的第二输入端REF为控制驱动电路204的第二输入端，误差放大器402的第三输入端FB1为控制驱动电路204的第三输入端；脉宽调制器404的第一输入端与误差放大器402的输出端相连接，脉宽调制器404的第二输入端与锯齿波输出电路的输出端相连接；逻辑控制器406的输入端与脉宽调制器404的输出端相连接，逻辑控制器406的输出端与驱动电路408的输入端相连接；驱动电路408的输出端与BUCK 电路206的开关控制端相连接；当误差放大器402的第一输入端SS的电压小于误差放大器402的第二输入端REF的电压时，误差放大器402的输出电压为误差放大器402的第三输入端FB1与误差放大器402的第一输入端 SS的电压差值，当误差放大器402的第一输入端SS的电压大于等于误差放大器402的第二输入端REF的电压时，误差放大器402的输出电压为误差放大器402的第三输入端FB1与误差放大器402的第二输入端REF的电压差值；脉宽调制器404将误差放大器402的输出电压与锯齿波输出电路产生的锯齿波进行比较，产生脉冲控制信号，逻辑控制器406根据脉冲控制信号控制驱动电路204驱动BUCK电路206，使BUCK电路206的输出电压达到设定电压。

锯齿波输出电路，包括：锯齿波发生器410，锯齿波发生器410的输出端与脉宽调制器404的第二输入端相连接；振荡器412，振荡器412的输入端与直流电源相连接，振荡器412的输出端与锯齿波发生器410的输入端相连接。在该实施例中，通过振荡器412和锯齿波发生器410，产生锯齿波，从而得到精确的脉冲控制信号。

BUCK电路206包括：第一MOS管S1、第二MOS管S2、电感L、第三电容C3、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8。

第一MOS管S1的栅极与驱动电路408的第一输出端相连接，第一 MOS管S1的漏极连接至BUCK电路206的输入电压端，第一MOS管S1 的源极与第二MOS管S2的漏极相连接；第二MOS管S2的栅极与驱动电路408的第二输出端相连接，第一MOS管S1的源极连接至地端；电感L 的一端连接在第一MOS管S1的源极与第二MOS管S2的漏极之间，电感 L的另一端连接至BUCK电路206的输出端；第三电容C3的一端连接至 BUCK电路206的输出端，第三电容C3的另一端连接至地端；第五电阻 R5的一端连接至BUCK电路206的输出端，第五电阻R5的另一端与第六电阻R6的一端相连接；第六电阻R6的另一端连接至地端。第五电阻R5 与第六电阻R6之间的任一点为BUCK电路206的输出电压的反馈端FB2。第七电阻R7的一端连接至BUCK电路206的输出端，第七电阻R7的另一端与第八电阻R8的一端相连接；第八电阻R8的另一端连接至地端。在该实施例中，根据BUCK电路206的反馈端的反馈电压，调节PWM输入端 PWM_IN的PWM信号，进而调整BUCK电路206的输出电压。在该实施例中，第一MOS管S1、第二MOS管S2、电感L、第三电容C3构成基本 BUCK电路206，BUCK电路206的输出电压通过第五电阻R5和第六电阻 R6进行分压反馈，从而使BUCK电路206的输出电压被调节至一个稳定值。设计第七电阻R7和第八电阻R8，通过第七电阻R7和第八电阻R8分压，第七电阻R7与第八电阻R8之间的任一点SNS作为BUCK电路206的反馈端，来监测BUCK电路206的输出电压。

电压调整电路还包括：电压反馈控制器，电压反馈控制器的输入端连接在第七电阻R7与第八电阻R8之间，电压反馈控制器的输出端连接至 PWM输入端PWM_IN，电压反馈控制器用于根据第七电阻R7与第八电阻 R8之间的电压调节PWM输入端PWM_IN的PWM信号，进而调整BUCK 电路206的输出电压。

在该实施例中，电压反馈控制器即一个外接控制器，其连接在PWM 输入端PWM_IN，用于根据BUCK电路206的输出电压的反馈值调节PWM 输入端PWM_IN的PWM信号，进而对输出电压进行微调，以便达到实际所需要的输出电压。电压反馈控制器可以为处理器，MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)，PMIC(Power Management IC，集成电源管理电路) 等能输出PWM的模块。

当SS的电压VSS大于等于REF的电压VREF(参考电压)，即VSS ≧VREF时，OUT电压VOUT通过R5、R6分压(FB2处)闭环负反馈，使FB1处电压VFB与VREF的误差减少到零，即FB1处电压与VREF相等，此时VOUT的计算等式为

由上等式(1)可知，VOUT与VREF成线性关系，VOUT是固定不可调的。

当控制驱动电路204的第一输入端SS的电压VSS小于控制驱动电路 204的第二输入端REF的电压VREF，即VSS<VREF时，此时VOUT的计算等式为：

VSS由PWM的输出电压和SS内部的偏置电流源共同决定，设 PWM_IN的高电平为Vdd，占空比为D(占空比指的是高电平的时间与一个周期时间的比值)，PWM的电平通过R1和R2分压，通过R3和C1进行低通滤波，R4和C2也可看作是一个RC滤波电路，同时C2还可起到一定软启动作用，根据实际情况，也可省略。根据电路叠加定理，有等式：

所以，当VSS<VREF时，有

由上等式(4)可知，R5、R6、R1、R2、R3、R4设定均为常量；芯片选定后Ib也是常量；Vdd为PWM_IN处PWM的高电平，设计好后也为常量；则等式(4)中VOUT是一个只与占空比D成线性关系的一个函数；只要改变PWM的占空比，就能改变VOUT的输出值。实际使用时，设计 VOUT可调电压范围对应的VSS小于VREF即可。同时还可设计R7、R8，通过R7、R8分压来监测VOUT的输出值，反馈给主控端进行微调，以便达到实际所需要的输出电压。

本实用新型第二方面的实施例，提出了一种无线充电装置，包括上述任一项的电压调整电路。

本实用新型提供的无线充电装置，包括上述任一项的电压调整电路，能够实现如上述任一项的电压调整电路的全部有益效果。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，除非另有明确的规定和限定；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。