一种用于电源输出的电压动态调整电路及其智能电源的制作方法

1.本实用新型涉及电压调整输出技术领域，特别涉及一种用于电源输出的电压动态调整电路及其智能电源。


背景技术：

2.在电源设计时，环路反馈是一个很重要也比较难的设计点，在现有实际应用中，需要实时调整输出电压时，常采用使用具有通信接口专用ic，通过控制器与ic进行通信进而调整电源ic的输出电压，其电源反馈的在ic的内部的，通过软件配置选择不同的输出电压挡位，从而产生不同的电压，达到实时动态调整的目的。但是这种电源ic价格比较昂贵，而且需要与电源ic进行通信，容易受到干扰，同时也增加了软件的设计难度，这种专用的ic一般成本也比较高，软件设计也较复杂。另外，现有的电源ic很多电源反馈点也可以在ic的外部，通过调整外部的反馈电阻进而调整输出电压，但是这种方案需要手动更换反馈电阻无法达到实时调整输出电压的目的。因此，有必要提供一种低成本，开发难度低的输出电压动态调整方案。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术的问题，本实用新型提供了一种用于电源输出的电压动态调整电路及其智能电源，所述技术方案如下：
4.一方面，提供了一种用于电源输出的电压动态调整电路，包括输入电源、电源芯片、第一电阻r1和第二电阻r2，所述电源芯片用于调整所述输入电源输出给负载的电压，所述电源芯片包括参考电源、误差放大器u1和mos管 q1，所述误差放大器u1用于调整mos管q1工作的线性状态，所述误差放大器u1的输出端接入所述mos管q1的栅极，所述参考电源的一端接地，其另一端接入所述误差放大器u1的正输入端，所述mos管q1的漏极接入所述输入电源，其源极用于接入负载；
5.所述第一电阻r1与第二电阻r2串联形成第一支路，所述第一支路的一端接入所述mos管q1的源极，其另一端接地，所述第一电阻r1与所述第二电阻r2的连接点接入所述误差放大器u1的负输入端。
6.进一步地，电压动态调整电路还包括第三电阻r3和电容c1，所述第三电阻r3与电容c1串联形成第二支路，所述第二支路的一端接入所述负载的 pwm接口，其另一端接地，所述第三电阻r3和所述电容c1的连接点与所述第一电阻r1和所述第二电阻r2的连接点相连接。
7.进一步地，所述电压动态调整电路还包括第四电阻r4，所述第四电阻r4 一端接入所述第三电阻r3和所述电容c1的连接点，其另一端接入所述第一电阻r1和所述第二电阻r2的连接点。
8.进一步地，所述误差放大器u1的正输入端电压大于其负输入端电压时，所述电源芯片增加输出；所述误差放大器u1的正输入端电压小于其负输入端电压时，所述电源芯片
减少输出。
9.进一步地，所述第四电阻r4的阻值大于所述第三电阻r3。
10.进一步地，所述参考电源的电压小于所述输入电源的电压。
11.进一步地，所述第一电阻r1的阻值大于所述第二电阻r2的阻值，所述第二电阻r2接地。
12.进一步地，所述参考电源、误差放大器u1和mos管q1一体集成，所述误差放大器u1的负输入端作为所述电源芯片的反馈接入点。
13.进一步地，所述电源芯片输出的电压不大于所述输入电源的电压。
14.进一步地，所述mos管q1为n沟道mos管。
15.进一步地，所述输入电源的负极接地，其正极接入所述mos管q1的漏极。
16.另一方面，提供了一种智能电源，其包括所述的电压动态调整电路。
17.本实用新型提供的技术方案带来的有益效果如下：
18.a.利用简单的电路元件代替了具有通信接口专用芯片，大大减小了成本；
19.b.调节速度快，抗干扰能力强。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本实用新型实施例提供的电压动态调整电路的电路结构示意图；
22.图2是本实用新型实施例提供的电压动态调整电路的电路示意图。
具体实施方式
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
24.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
25.在本实用新型的一个实施例中，提供了一种用于电源输出的电压动态调整电路，包括输入电源、电源芯片、第一电阻r1和第二电阻r2，所述电源芯片能够调整所述输入电源输出给负载的电压，所述电源芯片包括参考电源、误差放大器u1和mos管q1，所述参考电源
的电压小于所述输入电源的电压，所述mos管q1为n沟道mos管，所述误差放大器u1能够给调整mos管 q1工作的线性状态，以控制输出电压，所述误差放大器u1的输出端接入所述mos管q1的栅极，所述参考电源的一端接地，其另一端接入所述误差放大器u1的正输入端，所述mos管q1的漏极接入所述输入电源，其源极用于接入负载；所述第一电阻r1与第二电阻r2串联形成第一支路，所述第一支路的一端接入所述mos管q1的源极，其另一端接地，所述第一电阻r1 与所述第二电阻r2的连接点接入所述误差放大器u1的负输入端。由于所述参考电源、误差放大器u1和mos管q1一体集成，所述误差放大器u1的负输入端即为所述电源芯片的反馈接入点，所述第一电阻r1与所述第二电阻 r2的连接点接入所述反馈接入点，以使得所述电源芯片得到反馈电压vb。
26.所述误差放大器u1的正输入端电压大于其负输入端电压时，所述电源芯片通过调整mos管q1增加输出；所述误差放大器u1的正输入端电压小于其负输入端电压时，所述电源芯片调整mos管q1减少输出。所述电源芯片输出的电压不大于所述输入电源的电压，所述第一电阻r1的阻值大于所述第二电阻r2的阻值，所述第二电阻r2接地，使得反馈接入点处分得的电压相对较少，与其比较的参考电源也可以相应取低电压的电源，以实现用参考电源的低电压来调控输入电压的高电压，以满足负载的电压需求。
27.具体地，所述输入电源的输入电压v
in
经过电压芯片后调整为输出电压 v
out
，该输出电压v
out
能够通过第一电阻r1和第二电阻r2反馈调节输出，相关电源启动后，输出电压v
out
计算公式如下：
[0028][0029]
相应地，反馈接入点的反馈电压计算公式如下：
[0030][0031]
电源芯片内部通过误差放大器，将反馈电压vb与参考电源电压vr进行比较，如果vb低于参考电源电压vr，电源芯片就会增加输出，直到反馈电压 vb与参考电源电压vr相等。相反，如果vb高于参考电源电压vr，电源芯片就会降低输出，直到反馈电压vb与参考电源电压vr相等，以实现对负载单一运行电压的稳定输出。比如，负载运行需要3v电压，输入电源为5v，通过电源芯片的反馈调节，使得输出给所述负载的电压等于3v，若输入电源为5v发生损耗降为4v，通过电源芯片的反馈调节调整mos管q1，能够使得输出给所述负载的电压不变。
[0032]
在本实用新型的一个实施例中，参见图1，所述的电压动态调整电路还包括第三电阻r3和电容c1，所述第三电阻r3与电容c1串联形成第二支路，所述第二支路的一端接入所述负载的pwm接口，其另一端接地，所述第三电阻r3和所述电容c1的连接点与所述第一电阻r1和所述第二电阻r2的连接点相连接。
[0033]
如果负载需要调整电压，就调节其pwm的占空比，以此来调整反馈电压 vb，从而调整输出电压v
out
。比如负载希望v
out
降低，则负载的pwm输出占空比增加，pwm占空比增加后，经过第三电阻r3与电容c1组成的滤波电路，得到一个平稳的电压，该电压与反馈电压叠加后，使得vb增加，电源芯片将vb与参考电源电压vr比较后，发现vb变大，vb》vr，电源芯片会认为 v
out
增加，此时就会减小v
out
，从而使vb减小，直到vb＝vr；
[0034]
然后，负载又希望v
out
升高，则负载的pwm输出占空比减小，pwm占空比减小后，经过
第三电阻r3与电容c1组成的滤波电路，得到一个平稳的电压，该电压比上述负载希望v
out
降低时得到平稳电压小，其与反馈电压叠加后，使得vb相对减小，电源芯片将vb与参考电源电压vr比较后，发现vb变小，电源芯片会认为v
out
减少，此时就会增加v
out
，从而使vb增加，直到 vb＝vr。
[0035]
当负载不需要调高或调低电压，其pwm停止输出，采用上个实施例的方案对该定值定压进行稳定的输出。
[0036]
在本实施例的一个优选方案中，参见图2，所述电压动态调整电路还包括第四电阻r4，所述第四电阻r4一端接入所述第三电阻r3和所述电容c1的连接点，其另一端接入所述第一电阻r1和所述第二电阻r2的连接点。所述第四电阻r4的阻值较大，例如100kω，其大于第三电阻r3，其能够降低pwm 接口对应反馈接入点的输出的电流影响，使得vb大于或者小于vr一点，误差放大器对mos管q1的调整更为平滑，保护相关电子元件的寿命，比如负载需要减少3v电压，而反馈到反馈接入点的电压经过pwm的电压的叠加只增加了0.3v，小幅度大于vr，误差放大器输出的电平在动态调整过程中慢慢减少，使得电子芯片的输出减少。
[0037]
在本实用新型的一个实施例中，提供了一种智能电源，包括上述的电压动态调整电路。所述智能电源稳定的给负载输出电压，并随负载所需电压的调节而相应调整，例如所述负载切换不同的工作模式会有不同的电压需求，所述智能电源能够及时响应变化输出相应的电压。本智能电源实施例的思想与上述实施例中电压动态调整电路的工作过程属于同一思想，通过全文引用的方式将上述电压动态调整电路实施例的全部内容并入本智能电源实施例，不再赘述。
[0038]
本实用新型提供的用于电源输出的电压动态调整电路及其智能电源利用简单的电路元件代替了具有通信接口专用芯片，大大减小了成本，并且电压反馈的数据更准确，调节速度快，抗干扰能力强，可靠性高。
[0039]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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。