一种直流稳压电源电路和直流稳压电源电路的校正方法与流程

文档序号:31343216发布日期:2022-08-31 11:02阅读:493来源:国知局
一种直流稳压电源电路和直流稳压电源电路的校正方法与流程

1.本发明涉及直流电源转换技术领域,具体涉及一种直流稳压电源电路和直流稳压电源电路的校正方法。


背景技术:

2.在各种各样的电子设备中,电子元器件的工作都需要一个稳定可靠的电源来给其供电,因此电源的设计是一项非常关键的工作。在一些应用中,常常要求本地的供电系统能提供一个电源电压,其特点是在一定的输出范围内可以连续调节,电源的电压纹波和噪声都非常低,因此对可调电源提出了更高的要求。


技术实现要素:

3.本技术提供一种直流稳压电源电路,解决现有技术中直流电源存在的技术缺陷。
4.根据第一方面,一种实施例中提供一种直流稳压电源电路,包括输出电压控制电路、开关电源电路和ldo稳压电路;所述直流稳压电源电路用于将一预设的第一直流电vin转换为第二直流电vout;所述输出电压控制电路分别与所述开关电源电路和所述ldo稳压电路连接;所述输出电压控制电路用于向所述开关电源电路和所述ldo稳压电路分别输出pwm控制信号和电流调节信号imov;所述开关电源电路与所述ldo稳压电路连接;所述开关电源电路用于依据所述pwm控制信号将所述第一直流电vin转换为第三直流电vmid后输出,其中,第三直流电vmid的电压值大于第一直流电vin的电压值;所述ldo稳压电路用于依据所述电流调节信号imov调节所述第三直流电vmid的电压值,以获取所述第二直流电vout;所述输出电压控制电路包括调节控制器和数字可变电阻电路;所述调节控制器用于向所述开关电源电路输出pwm控制信号;所述调节控制器与所述数字可变电阻电路连接,所述调节控制器还用于通过spi接口向所述数字可变电阻电路输出spi信号;所述数字可变电阻电路与所述ldo稳压电路,所述数字可变电阻电路用于依据所述spi信号调节所述数字可变电阻电路的电阻值,以改变输出给所述ldo稳压电路的所述电流调节信号imov的电流值。
5.一实施例中,所述开关电源电路包括第一连接端、第二连接端oa1、第三连接端oa2、第一集成电路u1、第一电感l1、第一电容c1、第二电容c2、第一电阻r0、第二电阻r1、第三电阻r2和第一二极管d1;所述开关电源电路的第一连接端用于所述第一直流电vin的输入;所述开关电源电路的第二连接端oa1与所述调节控制器连接,用于pwm控制信号的输入;所述开关电源电路的第三连接端oa2与所述ldo稳压电路连接,用于输出第三直流
电vmid;所述第一集成电路u1包括管脚vin、管脚ctrl、管脚comp、管脚sw、管脚fb和管脚gnd;管脚vin与所述开关电源电路的第一连接端连接;管脚ctrl与所述开关电源电路的第二连接端oa1连接;管脚gnd接地;第一电感l1的一端与管脚vin连接,另一端与管脚sw连接;第一二极管d1的正极与管脚sw连接,第一二极管d1的负极与第三连接端oa2连接;第一电容c1一端与管脚vin连接,另一端接地;第二电容c2和第一电阻r0串联,串联后的一端接地,串联后的另一端与管脚comp连接;第二电阻r1的一端与所述开关电源电路的第三连接端oa2连接,另一端与管脚fb连接;第三电阻r2的一端与管脚fb连接,另一端接地。
6.一实施例中,所述ldo稳压电路包括第一连接端ob1、第二连接端ob2、第三连接端、第二集成电路u2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5和第四电阻r3;所述ldo稳压电路的第一连接端ob1与所述开关电源电路连接,用于所述第三直流电vmid的输入;所述ldo稳压电路的第二连接端ob2与所述数字可变电阻电路连接,用于所述电流调节信号imov的输入;所述ldo稳压电路的第三连接端用于所述第二直流电vout的输出;第二集成电路u2包括管脚in、管脚en、管脚nc、管脚out和管脚nr;管脚in和管脚en与所述ldo稳压电路的第一连接端ob1连接;管脚out与所述ldo稳压电路的第三连接端连接;管脚nc接地;第三电容c3的一端接地,另一端与所述ldo稳压电路的第一连接端ob1连接;第四电容c4的一端与管脚nr连接,另一端接地;第五电容c5的一端接地,另一端与所述ldo稳压电路的第三连接端连接;第四电阻r3的一端与所述ldo稳压电路的第三连接端连接,另一端与所述ldo稳压电路的第二连接端ob2。
7.一实施例中,所述数字可变电阻电路包括第一连接端oc1和第三集成电路u3;所述数字可变电阻电路的第一连接端oc1与所述ldo稳压电路连接,用于输出所述电流调节信号imov;第三集成电路u3包括spi接口电路、管脚vdd、管脚ha、管脚wa、管脚sclk、管脚din和管脚cs;所述spi接口电路通过管脚sclk、管脚din和管脚cs与所述调节控制器连接;管脚vdd用于第三集成电路u3的工作电源vcc的输入;管脚ha和管脚wa与所述数字可变电阻电路的第一连接端连接。
8.一实施例中,所述调节控制器包括第一连接端oc2和第四集成电路u4;所述调节控制器的第一连接端oc2用于与所述开关电源电路连接,用于输出所述pwm控制信号;所述第四集成电路u4包括管脚spi_sclk、管脚spi_din、管脚spi_cs和管脚pwm;管
脚spi_sclk、管脚spi_din、管脚spi_cs和所述数字可变电阻电路连接,管脚pwm与所述调节控制器的第一连接端oc2连接。
9.一实施例中,第一集成电路u1的型号为tps61170;第二集成电路u2的型号为tps7a4701;第三集成电路u3的型号为tpl0202-10mrter;第四集成电路u4的型号为stm32。
10.根据第二方面,一种实施例中提供一种直流稳压电源电路的校正方法,用于对第一方面所述的直流稳压电源电路输出的第二直流电vout进行校正,其特征在于,包括:依次设置所述数字可变电阻电路的电阻值为x1、x2、

、xn,其中,n为大于2的整数;当所述数字可变电阻电路的电阻值为x1、x2、

、xn时,依次获取所述第二直流电vout的电压值y1、y2、

、yn;依据(x1,y1)、(x2,y2)、

、(xn,yn)获取输出校正曲线公式;当预设输出的所述第二直流电vout的电压值为yp时,依据所述输出校正曲线公式获取所述数字可变电阻电路的电阻值xp。
11.一实施例中,所述校正方法还包括:当所述pwm控制信号发生变化时,重新获取所述输出校正曲线公式;其中,每一种pwm控制信号对应一个所述校正曲线公式。
12.一实施例中,所述校正方法还包括:依次设置所述pwm控制信号的占空比为a1、a2、

、am,其中,m为大于2的整数;当所述pwm控制信号的占空比为a1、a2、

、am时,依次获取所述第三直流电vmid的电压值b1、b2、

、bm;依据(a1,b1)、(a2,b2)、

、(am,bm)获取转换校正曲线公式;依据所述转换校正曲线公式设置所述pwm控制信号的占空比。
13.一实施例中,所述输出校正曲线公式为非线性关系公式;所述转换校正曲线公式为线性关系公式。
14.依据上述实施例的一种直流稳压电源电路,包括输出电压控制电路、开关电源电路和ldo稳压电路。输出电压控制电路用于向开关电源电路和ldo稳压电路分别输出pwm控制信号和电流调节信号imov。开关电源电路用于依据pwm控制信号将第一直流电vin转换为第三直流电vmid,ldo稳压电路用于依据电流调节信号imov调节第三直流电vmid的电压值以获取第二直流电vout。由于将开关电源电路和ldo稳压电路组合起来,结合两种电源的优点,配合使用相应的pwm调制技术,即可实现一个能量转换效率相对较高、输出电压纹波和噪声较小、宽范围输出、电压幅度精度高的供电电源。
附图说明
15.图1为一种实施例中直流稳压电源电路的结构连接框图;图2为一种实施例中开关电源电路的电路连接示意图;图3为一种实施例中ldo稳压电路的电路连接示意图;图4为一种实施例中数字可变电阻电路的电路连接示意图;图5为一种实施例中数字可调电阻器的内部结构示意图;图6为一种实施例中第二直流电vout和数字可调电阻值rvar的对应关系曲线图;
图7为另一种实施例中直流稳压电源电路的校正方法的流程示意图;图8为一种实施例中输出校正曲线拟合示意图;图9为一种实施例中dc-dc输出duty_x的线性拟合示意图。
具体实施方式
16.下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中,很多细节描述是为了使得本技术能被更好的理解。然而,本领域技术人员可以毫不费力的认识到,其中部分特征在不同情况下是可以省略的,或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下,本技术相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述,这是为了避免本技术的核心部分被过多的描述所淹没,而对于本领域技术人员而言,详细描述这些相关操作并不是必要的,他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
17.另外,说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时,方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此,说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例,并不意味着是必须的顺序,除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
18.本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。
19.在电子设计中,经常使用到的直流电源稳压器有两种:即直流转直流开关型电源稳压器和线性低压降稳压器,也就是常说的dc-dc电源稳压器和ldo稳压器。dc-dc稳压器一般由电感、二极管、电容、晶体管、控制电路组成,dc-dc稳压器能将输入的直流电压转换为恒定的直流电压输出,根据其工作原理分为三类:升压型dc-dc稳压器、降压型dc-dc稳压器、升压/降压型dc-dc稳压器。在这些dc-dc稳压器的内部,通常有pwm控制电路,通过调整pwm的信号,来调整dc-dc稳压器的输出电压。dc-dc稳压器的优点是具有较高的能量转换效率,缺点是电源的输出端有较高的电压纹波和开关噪声,通常用在对电压纹波和开关噪声不敏感的场合,如fpga、dsp、mcu等数字器件。低压降线性稳压器(low dropout regulator,简称ldo),其功率器件工作在线性区间,ldo的优点是稳定性好,负载响应快,电源输出的纹波小,电源噪声低。缺点是当输入输出的压差较大时候,在ldo上损失的能量较大,导致ldo的能量转换效率较低。ldo通常应用在对电源的纹波和噪声非常敏感的场合,如时钟、adc、模拟电路等。
20.dc-dc稳压器有利用pwm来调节dc-dc的输出电压范围,虽然说效率较高,但是电源的纹波电压和开关噪声也较大,还有的dc-dc稳压器利用开关电源进行初调和线性电源精调的方法来实现的电源,但此种电源搭配方式只能产生固定的电压输出,无法实现输出电压的连续可调,灵活性相对较差;低压降线性稳压器为了将输出电源电压幅值可调的方案,使用电阻矩阵进行切换的方法,堆积的元器件较多,使用也不够灵活。还有的低压降线性稳压器为了电源的输出电压可调,将开关电源的输出固定为高压,再用线性电源做降压调整输出电压,实现输出范围连续可调的设计,但整个设计的在线性电源上损耗的功耗较大、能量转换效率较低。另外,在现有技术中,不论dc-dc稳压器还是低压降线性稳压器,其输出电
源电压的精度没有经过校正,不能满足一些需要高精度电压幅值的应用场合需求。
21.在本技术实施例中,将dc-dc开关电源和ldo稳压器组合起来,结合两种电源的优点,配合使用相应的pwm调制技术,即可实现一个能量转换效率相对较高、输出电压纹波和噪声较小、宽范围输出、电压幅度精度高的供电电源。
22.实施例一请参考图1,为一种实施例中直流稳压电源电路的结构连接框图,直流稳压电源电路包括输出电压控制电路1、开关电源电路2和ldo稳压电路3。直流稳压电源电路用于将一预设的第一直流电vin转换为第二直流电vout。输出电压控制电路1分别与开关电源电路2和ldo稳压电路3连接。输出电压控制电路1用于向开关电源电路2和ldo稳压电路3分别输出pwm控制信号和电流调节信号imov。开关电源电路2与ldo稳压电路3连接,开关电源电路2用于依据pwm控制信号将第一直流电vin转换为第三直流电vmid后输出,其中,第三直流电vmid的电压值大于第一直流电vin的电压值。ldo稳压电路3用于依据电流调节信号imov调节第三直流电vmid的电压值,以获取第二直流电vout。输出电压控制电路1包括调节控制器11和数字可变电阻电路12,调节控制器11用于向开关电源电路2输出pwm控制信号,调节控制器11与数字可变电阻电路12连接,调节控制器11还用于通过spi接口向数字可变电阻电路12输出spi信号。数字可变电阻电路12与ldo稳压电路3,数字可变电阻电路12用于依据spi信号调节数字可变电阻电路12的电阻值,以改变输出给ldo稳压电路3的电流调节信号imov的电流值。
23.请参考图2,为一种实施例中开关电源电路的电路连接示意图,开关电源电路包括第一连接端、第二连接端oa1、第三连接端oa2、第一集成电路u1、第一电感l1、第一电容c1、第二电容c2、第一电阻r0、第二电阻r1、第三电阻r2和第一二极管d1。开关电源电路的第一连接端用于第一直流电vin的输入。开关电源电路的第二连接端oa1与调节控制器连接,用于pwm控制信号的输入。开关电源电路的第三连接端oa2与ldo稳压电路连接,用于输出第三直流电vmid。第一集成电路u1包括管脚vin、管脚ctrl、管脚comp、管脚sw、管脚fb和管脚gnd。管脚vin与开关电源电路的第一连接端连接。管脚ctrl与开关电源电路的第二连接端oa1连接。管脚gnd接地。第一电感l1的一端与管脚vin连接,另一端与管脚sw连接。第一二极管d1的正极与管脚sw连接,二极管d1的负极与第三连接端oa2连接。第一电容c1一端与管脚vin连接,另一端接地。第二电容c2和第一电阻r0串联,串联后的一端接地,串联后的另一端与管脚comp连接。第二电阻r1的一端与开关电源电路的第三连接端oa2连接,另一端与管脚fb连接。第三电阻r2的一端与管脚fb连接,另一端接地。一实施例中,第一集成电路u1的型号为tps61170。
24.请参考图3,为一种实施例中ldo稳压电路的电路连接示意图,ldo稳压电路包括第一连接端ob1、第二连接端ob2、第三连接端、集成电路u2、电容c3、电容c4、电容c5和电阻r3。ldo稳压电路的第一连接端ob1与开关电源电路连接,用于第三直流电vmid的输入。ldo稳压电路的第二连接端ob2与数字可变电阻电路,用于电流调节信号imov的输入。ldo稳压电路的第三连接端用于第二直流电vout的输出。第二集成电路u2包括管脚in、管脚en、管脚nc、管脚out和管脚nr。管脚in和管脚en与ldo稳压电路的第一连接端ob1连接。管脚out与ldo稳压电路的第三连接端连接。管脚nc接地。第三电容c3的一端接地,另一端与ldo稳压电路的第一连接端ob1连接。第四电容c4的一端与管脚nr连接,另一端接地。第五电容c5的一端接
地,另一端与ldo稳压电路的第三连接端连接。第四电阻r3的一端与所述ldo稳压电路的第三连接端连接,另一端与所述ldo稳压电路的第二连接端ob2。
25.请参考图4,为一种实施例中数字可变电阻电路的电路连接示意图,数字可变电阻电路12包括第一连接端oc1和第三集成电路u3。数字可变电阻电路的第一连接端oc1与ldo稳压电路连接,用于输出电流调节信号imov。第三集成电路u3包括spi接口电路、管脚vdd、管脚ha、管脚wa、管脚sclk、管脚din和管脚cs。spi接口电路通过管脚sclk、管脚din和管脚cs与调节控制器11连接。管脚vdd用于第三集成电路u3的工作电源vcc的输入;管脚ha和管脚wa与数字可变电阻电路12的第一连接端连接。一实施例中,调节控制器11包括第一连接端oc2和第四集成电路u4。调节控制器11的第一连接端oc2用于与开关电源电路连接,用于输出pwm控制信号。
26.第四集成电路u4包括管脚spi_sclk、管脚spi_din、管脚spi_cs和管脚pwm;管脚spi_sclk、管脚spi_din、管脚spi_cs和所述数字可变电阻电路连接,管脚pwm与调节控制器11的第一连接端oc2连接。一实施例中,第一集成电路u1的型号为tps61170,第二集成电路u2的型号为tps7a4701,第三集成电路u3的型号为tpl0202-10mrter。一实施例中,第四集成电路u4的型号为stm32。
27.如上所述的直流稳压电源电路的供电电源的输入为第一直流电vin,第一直流电vin经过开关电源电路的dc-dc开关电源变换后,输出一个电压纹波和开关噪声相对较大的第三直流电vmid到ldo稳压电路的输入端,该第三直流电vmid经过ldo稳压电路后,能输出一个电压纹波和噪声较低的第二直流电vout。调节控制器为中央处理单元(cpu),通过pwm控制信号调整开关电源电路的输出电压vmid到合适的电压值。cpu控制数字可变电阻电路,调整ldo稳压电路的供电输出第二直流电vout的电压幅度值。cpu还负责校正算法的实现,来实现供电电源的高精度电压幅值输出。
28.在上述实施例中,cpu为该直流稳压电源电路的控制中心,主要有两个作用:通过spi总线控制数字电阻元器件tpl0202-10mrter,通过pwm控制信号控制升压型dc-dc芯片tps61170的输出第三直流电vmid。其中,tps61170是一款升压型dc-dc稳压器,能将输入的电压通过boost的方式,输出一个比第一直流电vin的电压高的第三直流电vmid,即vmid》vin。tps7a4701是一款ldo,使用输入电源为第三直流电vmid,输出一个超低电压纹波和超低噪声的电源,满足一些高性能应用的场合。tpl0202-10mrter是一个spi控制的数字可调电阻器,通过spi总线,可以配置其电阻值的大小。
29.请参考图5,为一种实施例中数字可调电阻器的内部结构示意图,数字可调电阻器的型号为tpl0202-10mrter,假设集成电路u3的管脚ha对地的电阻阻值为r
ναγ
,通过将内部的电阻rl1和电阻rl2串联起来,可以增加输出电压的步进数量,减小步进电压的间隔,从而提高了输出电压的精度。
30.一实施例中,设置第二直流电vout的电压值可以通过公式(1)进行计算:vout=vref2
×
(1+r3/r
var
);
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中,vref2为ldo芯片tps7a4701的参考电压,r
var
为数字可调电阻的阻值,一实施例中,其r
var
的调节范围为0至20kω。由于ldo芯片有一个关键的指标为输入输出间的最小压降电压,即dropout voltage,其含义是当满足输出电压的要求下,输入的电压不能小于输出电压与最小压降电压之和,如公式(2)所示:
vmid≥vout+dropout voltage;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)每一款ldo芯片都有一个相对固定的最小压降电压。所以当选择了ldo芯片后,其最小压降电压dropout voltage也是确定的。假设输出端的负载电流为io,则流经ldo的电流也为io,则在ldo上损耗的功率为:p
dissipation
=io
×
(vmid
‑ꢀ
vout);
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)整个电源供电电路的工作效率为:η= io
×
vout/(p
in
);
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)公式(4)中p
in
为整个电路的输入端功耗,即开关电源电路(dc-dc稳压器)的输入功耗。
31.在ldo稳压电路的电源输入端的输入功率为:pmid= io
×
vmid= p
dissipation
+io
×
vout;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)由于dc-dc稳压器的工作效率较高,即从dc-dc的输入端到输出端的能量损失较小。因此,在ldo稳压电路(ldo)上损耗的功率p
dissipation
是降低整个电路的能量转换效率的主要原因,如何降低在ldo上的功率,是本技术的重要发明点。dc-dc稳压器的输出电压有如公式(6)所示:vmid=duty
×
vref1
×
(1+r1/r2);
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)其中,duty为cpu输出pwm波的占空比,取值0-100%。
32.当duty=100%,升压型dc-dc稳压器的输出电压达到最大。当duty的取值小于某一个值时候,dc-dc稳压器的输出电压vmid不会无限小,vmid会约等于输入电压vin。vref1为dc-dc稳压器的参考电压。因此,为了保证整个电路的能量转换效率,需要在满足ldo的最小压降电压dropout voltage的要求下,vmid电路的配置,需要满足公式(7):vmid=duty
×
vref1
×
(1+r1/r2)= vout+dropout voltage;(7)在公式(7)中,因为输出电压vout和最小压降电压dropout voltage,vref1,r1,r2都是固定的,因此可以推算出cpu输出给dc-dc稳压器的pwm波的占空比duty。
33.请参考图6,为一种实施例中第二直流电vout和数字可调电阻值rvar的对应关系曲线图,输出的第二直流电压vout和数字可调电阻器阻值rvar的曲线可以通过多项式进行拟合。
34.请参考图7,为另一种实施例中直流稳压电源电路的校正方法的流程示意图,为了获取第二直流电压vout和数字可调电阻器阻值rvar的曲线图。本技术还公开了一种直流稳压电源电路的校正方法,还可用于对如上所述的直流稳压电源电路输出的第二直流电vout进行校正,该校正方法包括:步骤101,调节电阻值rvar。
35.依次设置数字可变电阻电路的电阻值rvar为x1、x2、

、xn,其中,n为大于2的整数。
36.步骤102,获取输出电压测量值;当数字可变电阻电路的电阻值为x1、x2、

、xn时,依次获取第二直流电vout的电压值y1、y2、

、yn。
37.步骤103,获取输出校正曲线公式。
38.依据(x1,y1)、(x2,y2)、

、(xn,yn)获取输出校正曲线公式。
39.步骤104,设置电阻值rvar。
40.当预设输出的第二直流电vout的电压值为yp时,依据输出校正曲线公式获取所述数字可变电阻电路的电阻值xp。
41.一实施例中,所述校正方法还包括:步骤105,重新获取输出校正曲线公式。
42.当pwm控制信号发生变化时,重新获取输出校正曲线公式,其中,每一种pwm控制信号对应一个校正曲线公式,每种pwm控制信号的空占比的值不同。
43.一实施例中,所述校正方法还包括:步骤106,获取转换校正曲线公式。
44.依次设置pwm控制信号的占空比为a1、a2、

、am,其中,m为大于2的整数;当pwm控制信号的占空比为a1、a2、

、am时,依次获取第三直流电vmid的电压值b1、b2、

、bm;依据(a1,b1)、(a2,b2)、

、(am,bm)获取转换校正曲线公式;步骤107,设置pwm控制信号。
45.依据转换校正曲线公式设置pwm控制信号的占空比。
46.一实施例中,输出校正曲线公式为非线性关系公式。一实施例中,转换校正曲线公式为线性关系公式。
47.下面通过一具体实施例对上述校正方法进行表述:首先通过数字万用表对第二直流电vout的电压值进行测量,在对直流稳压电源电路的校正过程中,依据图6所示的第二直流电压vout和数字可调电阻器阻值rvar的曲线,在数字可调电阻器上进行适当的取值,可取有限个点校正点x1、x2、

、xn。针对每一个xn值,万用表测试到的第二直流电vout的值为yn。采用多项式拟合的方法,针对有限个(x1,y1)、(x2,y2)、

、(xn,yn),进行多项式拟合。在一实施例中,当多项式的最高阶次取到5次时,可以达到较高的精度。请参考图8,为一种实施例中输出校正曲线拟合示意图,一实施例中,输出校正曲线的拟合公式(8)为:y=-1e-12
x5+2e-9
x
4-2e-6
x3+0.0006x
2-0.1496x+32.502;
ꢀꢀꢀꢀ
(8)dc-dc电路输出电压vmid和pwm控制信号的占空比duty的校正,根据公式(7)可知,dc-dc的输出电压vmid和pwm波的占空比是一个线性的关系。校正中,可以取有限个pwm波的占空比duty_x值,根据每一个占空比duty_x,测试每一个vmid_x,进行线性拟合后,得到输出电压vmid_x和duty_x的关系vmid_x。
48.请参考图9,为一种实施例中dc-dc输出duty_x的线性拟合示意图,即转换校正曲线公式的线性拟合示意图,一实施例中,dc-dc的输出电压vmid和pwm控制信号的占空比的线性关系公式(9)为:vmid=k
×
x+b;
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)一实施例中,k=0.3298,b=0.0804。
49.一实施例中,在用户的使用过程中,当用户确定了输出电压vout后,将vout代入到式(8)中的y,求解出x值,x值即为数字可调电阻器rvar的值。而在实际应用中,cpu解多项式的方程相对较难,如式(8)的方程中,根据y值不能很容易求解出x值。
50.一实施例中,公开了一种改进方法,具体包括:
根据已经完成拟合的多项式,即式(8)中,遍历每一个数字可调电阻器rvar值,计算出电源的输出电压值vout,形成一个索引表(vout,rvar),存储该索引表。在(vout,rvar)的索引表中,当用户配置输出电压值vout后,即可根据索引表,cpu配置相应的数字可调电阻器的阻值rvar。电路则能产生用户所需要的输出电压vout。
51.依据上述内容,该直流稳压电源电路的工作流程为,在ldo稳压电路经过校正后,根据用户所配置的输出电压值,cpu计算或者索引到相应的数字可调电阻器的阻值rvar后,配置到电路中。并根据式(9)计算合适的pwm占空比duty后,配置到dc-dc电路后,即可实现用户所要求的的高精度、低电压纹波和低噪声、能量转化效率高、可动态调节输出电压幅度的供电电源。
52.在图2所示的实施例中,由于tps61170是一款升压型dc-dc稳压器,因此该电路在vout≥vin的场合下比较适用,整个电路可以实现较高的能量效率。如果在vout<vin的场合下,想实现整个电路的较高能量转换效率,可以将dc-dc芯片更换为降压型dc-dc稳压器。在vout即可以大于也可以小于vin的场合,则可以将dc-dc电路更换为升压/降压型dc-dc稳压器即可。整个直流稳压电源电路实现较高的能量转换效率、低电压纹波和低噪声、输出电压幅度精度高、可动态调节输出电压幅值的设计方法。如上所述的直流稳压电源电路设计较为简洁,实现简单,可以实现电源在宽范围内动态调节输出电压幅度,整个电路的能量转换效率较高,电源的电压纹波和电源噪声较低,输出电压幅度的精度较高。采用多项式进行拟合方式获取输出校正曲线公式,缩短了校正时间,大大提高了生产效率,并改善用户使用体验。
53.在本技术实施例中,公开了一种直流稳压电源电路和直流稳压电源电路的校正方法,直流稳压电源电路包括输出电压控制电路、开关电源电路和ldo稳压电路。输出电压控制电路用于向开关电源电路和ldo稳压电路分别输出pwm控制信号和电流调节信号imov。开关电源电路用于依据pwm控制信号将第一直流电vin转换为第三直流电vmid,ldo稳压电路用于依据电流调节信号imov调节第三直流电vmid的电压值以获取第二直流电vout。由于将开关电源电路和ldo稳压电路组合起来,结合两种电源的优点,配合使用相应的pwm调制技术,即可实现一个能量转换效率相对较高、输出电压纹波和噪声较小、宽范围输出、电压幅度精度高的供电电源。
54.以上应用了具体个例对本发明进行阐述,只是用于帮助理解本发明,并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员,依据本发明的思想,还可以做出若干简单推演、变形或替换。
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