CN102360235B - 一种电源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电源，其中，该电源包括毫伏电源模块(1)、可调电源模块(2)、二极管D2以及功放模块(3)，所述可调电源模块(2)的输出端通过所述二极管D2与所述毫伏电源模块(1)的输出端相连后连接到所述功放模块(3)的输入端，所述可调电源模块(2)的输出端与所述二极管D2的阳极相连，所述毫伏电源模块(1)的输出端与所述二极管D2的阴极相连，所述功放模块(3)的输出端作为该电源的输出端。该电源的电路简单，不需要复杂的外部电路，且体积较小，操作方便，成本较低，尤其适用于给传感器供电。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源。
背景技术
在给传感器供电时，对供电电源往往有较多要求。许多传感器(诸如工程车辆中的一些传感器)需要0.5V左右的启动电压，以及需要在5V范围内连续可调电压，并且需要供电电源具有5W的输出功率。
现有技术中，一般是采用可提供0.5V电压的毫伏电源以及可提供0-5V电压范围的可调电源，并利用单片机对这两个电源控制，不断进行电源切换，来对传感器进行供电。
然而，采用上述方法对传感器供电，由于需要两个电源同时供电，两个电源在连接时还需要复杂的外部电路，所以接线复杂，体积较大，并且需要由单片机进行控制以不断进行电源切换，所以操作繁琐，而且毫伏电源通常较贵，因而成本较高。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种不需要复杂的外部电路且操作简单、成本较低的电源。
为了实现上述目的，本发明提供一种电源，其中，该电源包括毫伏电源模块、可调电源模块、二极管D2以及功放模块，所述可调电源模块的输出端通过所述二极管D2与所述毫伏电源模块的输出端相连后连接到所述功放模块的输入端，所述可调电源模块的输出端与所述二极管D2的阳极相连，所述毫伏电源模块的输出端与所述二极管D2的阴极相连，所述功放模块的输出端作为该电源的输出端。
通过上述技术方案，本发明提供的电源能够在不需要单片机等控制单元的情况下，提供例如0.5V左右的启动电压以及在例如0.5V-5V范围内的连续可调电压，该电源的电路简单，不需要复杂的外部电路，且体积较小，操作方便，成本较低，尤其适用于给传感器供电。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明的电源的结构框图。
图2是根据本发明的优选实施方式的电源的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1是根据本发明的电源的结构框图。参考图1，本发明提供了一种电源，其中，该电源包括毫伏电源模块1、可调电源模块2、二极管D2以及功放模块3，所述可调电源模块2的输出端通过所述二极管D2与所述毫伏电源模块1的输出端相连后连接到所述功放模块3的输入端，所述可调电源模块2的输出端与所述二极管D2的阳极相连，所述毫伏电源模块1的输出端与所述二极管D2的阴极相连，功放模块3的输出端作为该电源的输出端。
所述毫伏电源模块1可以提供毫伏级的电压，优选提供0.5V的电压。所述可调电源模块2可以提供可调电压，优选提供在在0V-5V范围内可调的电压。上述毫伏电源模块1和可调电源模块2的电压范围是优选的，不用于限制本发明。本领域的技术人员可以根据需要，将毫伏电源模块1和可调电源模块2的输出电压设计为其他电压范围。
所述功放模块3用于在不改变从该功放模块3的输入端输入的电压的情况下，即电压无损耗的情况下，增大输出电流和进行功率放大。
所述可调电源模块2的输出端通过所述二极管D2与所述毫伏电源模块1的输出端相连后连接到所述功放模块3的输入端，由于二极管D2的单向导电性，使得当可调电源模块2提供的电压小于所述毫伏电源模块1提供的电压时电流不会反向流动，从而由毫伏电源模块1给功放模块3供电，功放模块3在不改变电压的情况下进行功率放大，从而输出与毫伏电源模块1的输出电压相同的电压，并输出经过放大的功率；当可调电源模块2提供的电压大于所述毫伏电源模块1提供的电压时，则由可调电源模块2给功放模块3提供在可调电源模块2的电压范围内连续可调的电压，功放模块3则输出与可调电源模块2的输出电压相同的电压，及输入连续可调的电压，并输出经过放大的功率。
图2示出了根据本发明的一个优选实施方式的电源的电路图。
参考图2，所述毫伏电源模块1可以包括可变电阻R1和二极管D1，所述可变电阻R1的一端接外部直流电源，所述可变电阻R1的另一端分别与所述二极管D1的阳极和所述功放模块3的输入端连接，所述二极管D1的阴极接地。
在一种实施方式中，所述可变电阻R1的一端可以接12V直流电压，而二极管D1的导通电压近似为0.5V，从而该毫伏电源模块1可以输出近似0.5V的电压。
优选地，所述毫伏电源模块1还可以包括集成运算放大器U1，所述可变电阻R1的另一端通过所述集成运算放大器U1与所述功放模块3的输入端连接，所述可变电阻R1的另一端连接到所述集成运算放大器U1的同相输入端，所述集成运算放大器U1的反向输入端与所述集成运算放大器U1的输出端连接，所述集成运算放大器U1的输出端与所述功放模块3的输入端连接。通过在功放模块3前接入集成运算放大器U1，并将集成运算放大器U1的输出电压全部反馈到反向输入端，构成了电压跟随器，从而可以在不对从集成运算放大器U1的同向输入端输入的电压的情况下，提高该电源的带负载能力。
优选地，所述毫伏电源模块1还可以包括电阻R2，所述集成运算放大器U1的输出端通过所述电阻R2与所述功放模块3连接，从而起到对该电源的内部电路的保护作用。
所述可调电源模块2可以包括内部直流电源和可变电阻R3，所述可变电阻R3的两个固定端分别连接到所述内部直流电源的两端，所述可变电阻R3的滑动端连接所述二极管D2的阳极并通过所述二极管D2与所述毫伏电源模块1相连后连接到所述功放模块3。该可调电源模块2可以输出在所述内部直流电源的电压范围内连续可调的电压。
优选地，为了给传感器供电，所述内部直流电源的电压可以为5V，从而，该可调电源模块2可以输出0V-5V范围内连续可调的电压。可以理解，该内部直流电源的电压值仅是示例性的，不用于限制本发明，本领域的技术人员可以根据需要选择其他合适的内部直流电源。
根据一种实施方式，所述功放模块3可以包括集成运算放大器U2，所述集成运算放大器U2的同相输入端作为该功放模块3的输入端与所述毫伏电源模块1和所述二极管D1的连接点相连，所述集成运算放大器U2的反向输入端与所述集成运算放大器U2的输出端相连，所述集成运算放大器U2的输出端作为该功放模块3的输出端。该集成运算放大器U2的输出电压全部反馈到反向输入端，构成了电压跟随器，从而可以在不对从集成运算放大器U2的同向输入端输入的电压进行改变的情况下，对电流进行放大，从而输出放大的功率。在毫伏电源模块1的输入电压为0.5V，可调电源模块2输出的可调电压的范围为0V-5V的情况下，通过使用集成运算放大器U2，可以使得功放模块3的输出电流达到毫安级。
优选地，为了对该电源的内部电路进行保护，所述功放模块3还可以包括电阻R6，所述电阻R6连接在所述集成运算放大器U3的反向输入端和所述集成运算放大器U3的输出端之间。
根据另一种实施方式，所述功放模块3可以为多级放大，例如二级放大，如图2所示，所述功放模块3可以包括集成运算放大器U2和集成运算放大器U3，所述集成运算放大器U2的同相输入端作为该功放模块3的输入端与所述毫伏电源模块1和所述二极管D1的连接点相连，所述集成运算放大器U2的反向输入端与所述集成运算放大器U2的输出端相连，所述集成运算放大器U2的输出端与所述集成运算放大器U3的同相输入端相连，所述集成运算放大器U3的反向输入端与所述集成运算放大器U3的输出端相连，所述集成运算放大器U3的输出端作为该功放模块3的输出端。通过利用两个功率放大器，可以进一步放大电流，从而实现对功率的进一步放大。在毫伏电源模块1的输入电压为0.5V，可调电源模块2输出的可调电压的范围为0V-5V的情况下，通过使用集成运算放大器U2和集成运算放大器U3，该功放模块3的输出电流可以达到2A，从而可以输出5W左右的功率。
优选地，为了对该电源的内部电路进行保护，所述功放模块3还可以包括电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述电阻R4连接在所述集成运算放大器U2的输出端和所述集成运算放大器U3的同相输入端之间，所述电阻R5连接在所述集成运算放大器U2的反向输入端和所述集成运算放大器U2输出端之间，所述电阻R6连接在所述集成运算放大器U3的反向输入端和所述集成运算放大器U3的输出端之间。
下面，结合附图2中所示的优选实施方式，来描述本发明的电源的工作原理。
毫伏电源模块1的二极管D1的导通电压近似为0.5V，从而该毫伏电源模块1可以输出近似0.5V的电压，在所述可调电源模块2内的内部直流电源的电压为5V的优选情况下，所述可调电源模块2输出0V-5V范围内连续可调的电压。所述可调电源模块2的输出端通过所述二极管D2与所述毫伏电源模块1的输出端相连后连接到集成运算放大器U2的输入端，当可调电源模块2提供的电压小于0.5V电压时，可调电源模块2将不起作用，这是由毫伏电源模块1给集成运算放大器U2提供0.5V的电压，而当可调电源模块2提供的电压大于0.5V电压时，则由可调电源模块2给集成运算放大器U2供电，即集成运算放大器U2的输入电压将随着可调电源模块2的输出电压的变化而变化，可以理解，集成运算放大器U2的输入电压的变化范围为0.5V-5V。集成运算放大器U2对输入电压进行无损耗传递给集成运算放大器U3，两个集成运算放大器对电流进行两级放大，从而放大了功率，从集成运算放大器U3输出的功率可以达到5W。可见，根据本发明的一个优选实施方式的电源可以提供0.5V的启动电压，以及0.5V-5V范围内的可调电压。
通过上述技术方案，本发明提供的电源能够在不需要单片机等控制单元的情况下，提供例如0.5V左右的启动电压以及在例如0.5V-5V范围内的连续可调电压，该电源的电路简单，不需要复杂的外部电路，且体积较小，操作方便，成本较低，尤其适用于给传感器供电。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种电源，其中，该电源包括毫伏电源模块（1）、可调电源模块（2）、二极管D2以及功放模块（3），所述可调电源模块（2）的输出端通过所述二极管D2与所述毫伏电源模块（1）的输出端相连后连接到所述功放模块（3）的输入端，所述可调电源模块（2）的输出端与所述二极管D2的阳极相连，所述毫伏电源模块（1）的输出端与所述二极管D2的阴极相连，所述功放模块（3）的输出端作为该电源的输出端。
2.根据权利要求1所述的电源，其中，所述毫伏电源模块（1）包括可变电阻R1和二极管D1，所述可变电阻R1的一端接外部直流电源，所述可变电阻R1的另一端分别与所述二极管D1的阳极和所述功放模块（3）的输入端连接，所述二极管D1的阴极接地。
3.根据权利要求2所述的电源，其中，所述毫伏电源模块（1）还包括集成运算放大器U1，所述可变电阻R1的另一端通过所述集成运算放大器U1与所述功放模块（3）的输入端连接，所述可变电阻R1的另一端连接到所述集成运算放大器U1的同相输入端，所述集成运算放大器U1的反向输入端与所述集成运算放大器U1的输出端连接，所述集成运算放大器U1的输出端与所述功放模块（3）的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的电源，其中，所述毫伏电源模块（1）还包括电阻R2，所述集成运算放大器U1的输出端通过所述电阻R2与所述功放模块（3）连接。
5.根据权利要求1所述的电源，其中，所述可调电源模块（2）包括内部直流电源和可变电阻R3，所述可变电阻R3的两个固定端分别连接到所述内部直流电源的两端，所述可变电阻R3的滑动端连接所述二极管D2的阳极并通过所述二极管D2与所述毫伏电源模块（1）相连后连接到所述功放模块（3）。
6.根据权利要求5所述的电源，其中，所述内部直流电源的电压为5V。
7.根据权利要求1所述的电源，其中，所述功放模块（3）包括集成运算放大器U2，所述集成运算放大器U2的同相输入端作为该功放模块（3）的输入端与所述毫伏电源模块（1）和所述二极管D2的连接点相连，所述集成运算放大器U2的反向输入端与所述集成运算放大器U2的输出端相连，所述集成运算放大器U2的输出端作为所述功放模块（3）的输出端。
8.根据权利要求7所述的电源，其中，所述功放模块（3）还包括电阻R6，所述电阻R6连接在所述集成运算放大器U3的反向输入端和所述集成运算放大器U3的输出端之间。
9.根据权利要求1所述的电源，其中，所述功放模块（3）还包括集成运算放大器U2和集成运算放大器U3，所述集成运算放大器U2的同相输入端作为该功放模块（3）的输入端与所述毫伏电源模块（1）和所述二极管D2的连接点相连，所述集成运算放大器U2的反向输入端与所述集成运算放大器U2的输出端相连，所述集成运算放大器U2的输出端与所述集成运算放大器U3的同相输入端相连，所述集成运算放大器U3的反向输入端与所述集成运算放大器U3的输出端相连，所述集成运算放大器U3的输出端作为该功放模块（3）的输出端。
10.根据权利要求9所述的电源，其中，所述功放模块（3）还包括电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述电阻R4连接在所述集成运算放大器U2的输出端和所述集成运算放大器U3的同相输入端之间，所述电阻R5连接在所述集成运算放大器U2的反向输入端和所述集成运算放大器U2输出端之间，所述电阻R6连接在所述集成运算放大器U3的反向输入端和所述集成运算放大器U3的输出端之间。
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