自动调压电路的制作方法

1.本实用新型涉及直流电压调节技术领域，特别涉及一种自动调压电路。


背景技术：

2.传统的dc
‑
dc电源转换电路，输出稳定单一电压值。如果需要改变输出dc电压值，则需要修改反馈网络中的分压电阻阻值；或将分压电阻设计为电位器，使用螺丝刀旋转电位器改变其阻值。每次调整输出电压不仅需要重新修改分压电阻阻值，而且要专业技术人员才能完成。特别在光源调光系统中，在不同场景往往需要随时调整电压以得到不同的光照亮度。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种自动调压电路，能够提高电压调节效率并降低电压调节成本。
4.根据本实用新型实施例的自动调压电路，包括：控制单元；dac模块，所述dac模块的输入端与所述控制单元的信号输出端mcu
‑
pwm连接；反相放大模块，所述反相放大模块的输入端与所述dac模块的输出端连接；dc
‑
dc转换模块，所述dc
‑
dc转换模块的使能端与所述控制单元的使能输出端mcu
‑
en连接，所述dc
‑
dc转换模块的反馈信号输入端与所述反相放大模块的输出端连接；电压采样模块，所述电压采样模块的输入端与所述dc
‑
dc转换模块的电压输出端连接，所述电压采样模块的输出端与所述控制单元的采样输入端mcu
‑
adc连接。
5.根据本实用新型实施例的自动调压电路，至少具有如下有益效果：控制单元通过电压采样模块获取dc
‑
dc转换模块的输出电压，根据dc
‑
dc转换模块的输出电压，控制单元控制dac模块输出模拟信号给反相放大器；通过反相放大器的反相放大功能，将模拟信号反相并放大，送至dc
‑
dc转换电路的反馈信号输入端，实现改变dc
‑
dc转换模块的输出电压，该过程无需调节dc
‑
dc转换模块的反馈网络中的电阻或电位器，提高了电压调节效率并降低了电压调节成本。
6.根据本实用新型的一些实施例，所述dac模块包括第一rc回路和第二rc回路，所述第一rc回路的输入端与所述控制单元的信号输出端mcu
‑
pwm连接，所述第一rc回路的输出端与所述第二rc回路的输入端连接，所述第二rc回路的输出端与所述反相放大模块的输出端连接，以便于将控制单元输出的pwm波转化为模拟信号。
7.根据本实用新型的一些实施例，所述dac模块还包括下拉电阻r15，所述下拉电阻r15的第一端与所述控制单元的信号输出端mcu
‑
pwm连接，所述下拉电阻r15的第二端接地，将控制单元的信号输出端mcu
‑
pwm在无输出时确定在低电平状态。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述dac模块是数模转换器，以便于简化电路。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述反相放大模块包括运算放大器u2a、电阻r11和电阻r10，所述电阻r11的第一端与所述dac模块的输出端连接，所述电阻r11的第二端与所述运算放大器u2a的反相输入端连接，所述电阻r10的第一端与所述运算放大器u2a的反
相输入端连接，所述电阻r10的第二端分别连接于所述运算放大器u2a的输出端和所述dc
‑
dc转换模块的反馈信号输入端，所述运算放大器u2a的同相输入端接地，以便于将dac模块输出的模拟信号反相并输出。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述电阻r10的阻值大于或等于所述电阻r11的阻值，以便于增加自动调压电路的调压范围。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述反相放大模块还包括限流回路，所述限流回路接入所述电阻r10的第二端与所述运算放大器u2a的输出端之间，以便于限流及隔离负载的干扰，提高电路稳定性。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述反相放大模块还包括第一滤波回路，所述第一滤波回路的输入端与所述电阻r10的第二端连接，所述第一滤波回路的输出端接地，以便于滤除干扰脉冲和纹波。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述电压采样模块包括电压采样回路和第二滤波回路，所述电压采样回路的输入端与所述dc
‑
dc转换模块的电压输出端连接，所述电压采样回路的输出端与所述控制单元的采样输入端mcu
‑
adc连接，所述第二滤波回路的输入端与所述电压采样回路的输出端连接，所述第二滤波回路的输出端接地，以便于滤除干扰，从而使控制单元得到准确的采样电压。
14.根据本实用新型的一些实施例，还包括跟随器，所述跟随器的输入端与所述dac模块的输出端连接，所述跟随器的输出端与所述反相放大模块的输入端连接，以便于隔离干扰和提高带负载能力。
15.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
16.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：
17.图1为本实用新型实施例的自动调压电路的电路框图；
18.图2为图1所示的自动调压电路的具体电路框图；
19.图3为图2所示的自动调压电路的电路原理图。
20.附图标记如下：
21.控制单元100、dac模块200、第一rc回路210、第二rc回路220、反相放大模块300、限流回路310、第一滤波回路320、dc
‑
dc转换模块400、电压采样模块500、电压采样回路510、第二滤波回路520、跟随器600。
具体实施方式
22.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
23.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个
以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
24.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
25.参照图1，一种自动调压电路，包括：控制单元100、dac模块200、反相放大模块300、dc
‑
dc转换模块400、电压采样模块500。dac模块200的输入端与控制单元100的信号输出端mcu
‑
pwm连接；反相放大模块300的输入端与dac模块200的输出端连接；dc
‑
dc转换模块400的使能端与控制单元100的使能输出端mcu
‑
en连接，dc
‑
dc转换模块400的反馈信号输入端与反相放大模块300的输出端连接；电压采样模块500的输入端与dc
‑
dc转换模块400的电压输出端连接，电压采样模块500的输出端与控制单元100的采样输入端mcu
‑
adc连接。
26.具体地，控制单元100通过使能输出端控制dc
‑
dc转换模块400开始工作，再通过电压采样模块500，获取dc
‑
dc转换模块400的输出电压，并根据输出电压，从信号输出端mcu
‑
pwm输出相应的pwm波，该pwm波通过dac模块200转化为模拟信号，反相放大模块300将模拟信号反相放大并送至dc
‑
dc转换模块400的反馈信号输入端，从而实现自动改变dc
‑
dc转换模块400的输出电压，该过程无需修改dc
‑
dc转换模块400的反馈网络的电阻或电位器，进而实现提高电压调节效率和降低电压调节成本。
27.需要说明的是，控制单元100可以是单片机、plc、fpga等，本实施例采用单片机。
28.需要说明的是，参照图2，自动调压电路还包括跟随器600，跟随器600的输入端与dac模块200的输出端连接，跟随器600的输出端与反相放大模块300的输入端连接，以便于隔离干扰和提高带负载能力，以使自动调压电路的输出电压更稳定。
29.参照图3，dac模块200包括第一rc回路210和第二rc回路220，第一rc回路210的输入端与控制单元100的信号输出端mcu
‑
pwm连接，第一rc回路210的输出端与第二rc回路220的输入端连接，第二rc回路220的输出端与反相放大模块300的输出端连接。具体地，控制单元100输出pwm波，通过第一rc回路210和第二rc回路220，将pwm波转化为模拟信号。
30.需要说明的是，参照图3，dac模块200还包括下拉电阻r15，下拉电阻r15的第一端与控制单元100的信号输出端mcu
‑
pwm连接，下拉电阻r15的第二端接地，将控制单元100的信号输出端mcu
‑
pwm在无输出时确定在低电平状态，以避免信号输出端在无输出时发生电平混乱的情况，从而提高电路稳定性。
31.需要说明的是，dac模块200也可以直接采用数模转换器，即将数模转换器接入控制单元100的信号输出端和反相放大模块300的输入端之间，以替换dac模块200，以此简化电路结构。
32.参照图3，反相放大模块300包括运算放大器u2a、电阻r11和电阻r10，电阻r11的第一端与dac模块200的输出端连接，电阻r11的第二端与运算放大器u2a的反相输入端连接，电阻r10的第一端与运算放大器u2a的反相输入端连接，电阻r10的第二端分别连接于运算放大器u2a的输出端和dc
‑
dc转换模块400的反馈信号输入端，运算放大器u2a的同相输入端接地。具体地，当电阻r11的阻值与电阻r10的阻值相等，则反相放大模块300实现对模拟信号的反相功能；当电阻r10的阻值大于电阻r11的阻值，则反相放大模块300实现对模拟信号
的反相放大功能。反相并放大的模拟信号用于改变dc
‑
dc转换模块400的输出电压。
33.需要说明的是，参照图3，反相放大模块300还包括限流回路310，限流回路310接入电阻r10的第二端与运算放大器u2a的输出端之间，以便于限流及隔离负载的干扰，提高电路稳定性。
34.需要说明的是，参照图3，反相放大模块300还包括第一滤波回路320，第一滤波回路320的输入端与电阻r10的第二端连接，第一滤波回路320的输出端接地，以便于滤除干扰脉冲和纹波。
35.参照图3，电压采样模块500包括电压采样回路510和第二滤波回路520，电压采样回路510的输入端与dc
‑
dc转换模块400的电压输出端连接，电压采样回路510的输出端与控制单元100的采样输入端mcu
‑
adc连接，第二滤波回路520的输入端与电压采样回路510的输出端连接，第二滤波回路520的输出端接地。具体地，通过电压采样回路510，获取dc
‑
dc转换模块400的输出电压，并通过第二滤波回路520，将输出电压中的干扰滤除，从而使控制单元100得到准确的采样电压，进而使控制单元100对输出电压的控制更准确。
36.参照图3，dac模块200输出的模拟信号的电压为vcc1，由于运算放大器的“虚短”的工作原理，则跟随器600的输出电压与模拟信号的电压相等，即vcc2等于vcc1。根据基尔霍夫定律得出公式1：结合vcc2＝vcc1，得到vcc4与vcc1的关系式1：其中，vcc3是指电阻r11第二端的电压，vcc4是指dc
‑
dc转换模块400的反馈信号输入端的电压，r
11
是电阻r11的阻值，r
10
是电阻r10的阻值，则vcc4的电压值可以根据vcc1的电压值的改变而改变，而vcc1的电压值由控制单元100输出的pwm波决定，即控制单元100输出占空比不同的pwm波可以得到不同电压值的vcc4。
37.在本实施例中，控制单元100选用输出电压为3.3v的单片机，电阻r10选用阻值为20千欧的电阻，电阻r11选用阻值为10千欧的电阻。当信号输出端mcu
‑
pwm输出占空比为0的pwm波，则vcc1为0v，由关系式1得到vcc4为0v，此时dc
‑
dc转换模块400的输出电压没有改变，例如，dc
‑
dc转换模块400转换得到的电压是5v，则输出电压为5v。
38.当信号输出端mcu
‑
pwm输出占空比为100％的pwm波，则vcc1为3.3v，由关系式1得到vcc4为
‑
6.6v，此时dc
‑
dc转换模块400的输出电压改变。具体地，在本实施例中，选用基于tps54360ddar芯片构成的dc
‑
dc转换模块400，tps54360ddar芯片的反馈端fb的反馈电压稳定在0.8v
±
1％，相关的计算公式为公式2：其中，参照图3，r
hs
是电阻r4的阻值，r
ls
是电阻r9的阻值，v
out
是dc
‑
dc转换模块400的输出电压。
39.在本实施例中，电阻r4选用阻值为49.9千欧的电阻，r9选用阻值为10千欧的电阻。当vcc4＝0v，根据公式2得到输出电压v
out
为4.792v。
40.根据基尔霍夫定律得到公式3，当vcc4为
‑
6.6v时，根据公式3，得到v
out
为36.26v。即，在本实施例中，自动调压电路的调压范围是4.792v至36.26v，其中，修改电阻r10和电阻r11的比值可以修改调压范围，并且该比值增大，调压范
围也增大。
41.需要说明的是，本实施例中的自动调压电路无需修改dc
‑
dc转换电路中的反馈网络的电阻或电位器，操作者输入处于调压范围内的电压值给控制单元100，控制单元100即可自动调整输出电压，提高电压调节效率和降低电压调节成本。
42.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。