CN102545607A - 电压调节系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电压调节系统，其包括一用于提供初始电压信号的电源；一显示单元；若干具有输出电压调节功能的降压转换器，分别用于接收该初始电压信号并输出一子电压信号；一微控制单元，用于选择子电压信号输出，并控制该显示单元显示所输出子电压信号的大小，该微控制单元还用于控制该降压转换器生成的电压改变量的正负；若干电压控制单元，该若干电压控制单元与该若干降压转换器一一对应；和一电压改变量调节电路，该电压改变量调节电路和该微控制单元通过一电压控制单元控制一降压转换器生成的电压改变量的大小。本发明所述的电压调节系统只需一输入电压即可生成多个可调的输出电压，操作简单，使用方便。

Description

电压调节系统
技术领域
本发明涉及一种电压调节系统。
背景技术
现有的电子产品(如电脑)在出厂前通常需要进行测试。电子产品的不同工作电路所需的测试电压也不同，例如，一种电子产品的测试需要3.3V、5V和12V的测试电压，且需要微调上述测试电压的大小以检测该电子产品在测试电压微变的条件下是否能够正常工作。
现有的电子产品的测试中，通常由多个不同的电源分别提供所需的测试电压，且需要经由其它调节电路对测试电压进行调节。如此，所需测试设备过多，电路连接复杂且测试成本较高。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种操作方便的电压调节系统。
一种电压调节系统，用于提供多个大小不同且可调节的输出电压，该电压调节系统包括：
一用于提供初始电压信号的电源；
一显示单元；
若干具有输出电压调节功能的降压转换器，分别用于接收该初始电压信号并输出一子电压信号；
一微控制单元，用于选择子电压信号输出，并控制该显示单元显示所输出子电压信号的大小，该微控制单元还用于控制该降压转换器生成的电压改变量的正负；
若干电压控制单元，该若干电压控制单元与该若干降压转换器一一对应；和
一电压改变量调节电路，该电压改变量调节电路和该微控制单元通过一电压控制单元控制一降压转换器生成的电压改变量的大小。
一种电压调节系统，用于提供多个大小不同且可调节的输出电压，其包括一电源、若干降压转换器、一微控制单元、与该若干降压转换器一一对应的若干电压控制单元、一电压改变量调节电路和一显示单元。该电源与该若干降压转换器电连接。每一降压转换器与一电压控制单元电连接。该若干电压控制单元与该电压改变量调节电路电连接，该若干降压转换器、该电压改变量调节电路和该显示单元与该微控制单元电连接。
与现有技术相比，所述的电压调节系统只需一输入电压即可生成多个可调的输出电压。且该电压调节系统结构简单，操作方便。
附图说明
图1是本发明一较佳实施方式的电压调节系统的模块图。
图2是图1所示的一降压转换器和一电压控制单元的电路图。
图3是图1所示的微控制单元的电路图。
图4是图1所示的电压改变量增减调节电路的电路图。
图5是图1所示的降压转换器与微控制单元的连接关系图。
主要元件符号说明
电压调节系统          100
电源                  10
降压转换器            11
模数转换单元          12
微控制单元            13
多路输出选择单元      14
电压控制单元          15
数字电位器            151
电压改变量调节电路    16
通道选择开关    17
双向开关        18
显示单元        19
具体实施方式
请参阅图1，本发明的一较佳实施方式的电压调节系统100包括一电源10、若干降压转换器11、一模数转换单元12、一微控制单元13、一多路输出选择单元14、若干电压控制单元15、一电压改变量调节电路16、若干通道选择开关17、一双向开关18和一显示单元19。该电源10与该若干降压转换器11电连接。该若干降压转换器11分别与该模数转换单元12电连接。每一降压转换器11与一电压控制单元15电连接。该若干电压控制单元15分别与该多路输出选择单元14和该电压改变量调节电路16电连接。该若干降压转换器11、该模数转换单元12、该多路输出选择单元14、该电压改变量调节电路16、该若干通道选择开关17、该双向开关18和该显示单元19均与该微控制单元13电连接。该若干降压转换器11与该若干电压控制单元15分别一一对应。该若干通道选择开关17与该若干降压转换器11分别一一对应。该若干降压转换器11、该若干电压控制单元15和该若干通道选择开关17的数量由所需输出子电压的数量所决定。本实施方式以输出四路大小不同的电压为例详细说明。
请参阅图2，该降压转换器11包括一供电电压端VCC5、一功能端VMSET/MODE、二通用输入/输出端GPIO1/REFIN、GPIO2。该电压控制单元15包括一晶体管Q1、一数字电位器151和二限流电阻R。该晶体管Q1为N沟道场效应晶体管。该晶体管Q1的漏极与该供电电压端VCC5电连接，该晶体管Q1的源极与该功能端VMSET/MODE电连接，该晶体管Q1的栅极通过一限流电阻R与一5V电压输入端电连接。
该数字电位器151包括三控制端
Figure BDA0000039729560000031
和三电阻端RW、RH、RL。该控制端
Figure BDA0000039729560000032
用于接收控制信号并根据控制信号调整该数字电位器151阻值的大小。该电阻端RW与该功能端VMSET/MODE电连接。该电阻端RH置空。该电阻端RL通过一限流电阻R接地。该数字电位器151可以等效为一由数字信号控制的滑动变阻器，该电阻端RW可以等效为该滑动变阻器的滑动片，该电阻端RH、RL可以等效为该滑动变阻器的两端。该数字电位器151的控制方式如表1-1所示：
表1-1
Figure BDA0000039729560000041
注：表1-1中的X表示任意值。
请参阅图3，该微控制单元13为单片机(Single ChipMicrocomputer)，是将计算机的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、定时计数器和多种输入/输出(I/O)接口集成在一片芯片上，所形成的芯片级的计算机。该微控制单元13包括多个接口P1.0～P 1.7，P2.0～P2.2，P2.5～P2.6。该接口P1.0～P 1.3分别经由一通道选择开关17接地。该接口P1.0～P1.3分别经由一限流电阻R与一5V电压输入端电连接。该接口P1.4、P1.5用于根据该若干通道选择开关17的闭合情况输出选择信号至该模数转换单元12和该多路输出选择单元14。该接口P1.6与该双向开关18电连接。该接口P1.7用于根据该双向开关18的闭合情况输出改变量控制信号至该通用输入/输出端GPIO1/REFIN。该接口P2.0与该控制端
Figure BDA0000039729560000042
电连接。该接口P2.1、P2.2分别与该电压改变量调节电路16电连接。该接口P2.5～P2.6与该显示单元19电连接。
请参阅图4，该电压改变量调节电路16包括四晶体管Q2、Q3、Q4、Q5，若干限流电阻R，和二按钮SW1、SW2。该晶体管Q2、Q3、Q4、Q5为N沟道场效应晶体管。该控制端
Figure BDA0000039729560000043
分别经由该晶体管Q2、Q3接地。该晶体管Q2的栅极、该晶体管Q4的栅极和该按钮SW1电连接。该晶体管Q4的栅极经由一限流电阻R接地，该晶体管Q4的漏极与该接口P2.1电连接，该晶体管Q4的源极接地。该晶体管Q3的栅极、该晶体管Q5的栅极和该按钮SW2电连接。该晶体管Q5的栅极经由一限流电阻R接地，该晶体管Q5的漏极与该接口P2.2电连接，该晶体管Q5的源极接地。该二按钮SW1、SW2分别与一5V电压输入端电连接。
请参阅图5，该接口P1.7与该通用输入/输出端GPIO1/REFIN电连接。该通用输入/输出端GPIO1/REFIN与一晶体管Q6的栅极电连接。该晶体管Q6的漏极与该通用输入/输出端GPIO2电连接。该晶体管Q6的源极接地。该通用输入/输出端GPIO2通过一限流电阻R与一5V电压输入端电连接。
请结合参阅图1-5，该电压调节系统100的工作过程如下：
该电源10输出一初始电压信号至该四降压转换器11，该四降压转换器11根据该初始电压信号分别输出四个大小不同的子电压信号V1、V2、V3、V4。当与输出子电压信号V1的降压转换器11所对应的通道选择开关17按下时，该微控制单元13的接口P1.4、P1.5分别输出选择信号ADD-A、ADD-B至该模数转换单元12和该多路输出选择单元14。该模数转换单元12根据该选择信号ADD-A、ADD-B采集该子电压信号V1，并将该子电压信号V1转换为数字信号发送至该微控制单元13。该微控制单元13发送显示控制信号至该显示单元19，该显示单元19根据该显示控制信号显示该子电压信号V1的大小。该多路输出选择单元14根据该选择信号ADD-A、ADD-B发送一低电平信号Margin S1至一电压控制单元15的数字电位器151的控制端
Figure BDA0000039729560000051
和该晶体管Q1的栅极，所述电压控制单元15与输出子电压信号V1的降压转换器11电连接。该低电平信号Margin S1使该数字电位器151处于有效控制状态。此时，该晶体管Q1处于截止状态，该功能端VMSET/MODE与该供电电压端VCC5断开连接，该降压转换器11可生成一电压改变量ΔVOUT以调节该子电压信号V1的大小。
当使用者需要调节该子电压信号V1的大小时，首先通过该双向开关18选择增加还是减少该子电压信号V1的值。如果需要增加该子电压信号V1的值，该接口P1.7输出一逻辑低电平的改变量控制信号Margin Control至该通用输入/输出端GPIO1/REFIN。该通用输入/输出端GPIO1/REFIN的电压为逻辑低电平，该晶体管Q6截止，该通用输入/输出端GPIO2的电压为逻辑高电平，该子电压信号V1与该降压转换器11生成的电压改变量ΔVOUT做和。如果需要减少该子电压信号V1的值，该接口P1.7输出一逻辑高电平的改变量控制信号Margin Control至该通用输入/输出端GPIO1/REFIN。该通用输入/输出端GPIO1/REFIN的电压为逻辑高电平，该晶体管Q6导通，该通用输入/输出端GPIO2的电压为逻辑低电平，该子电压信号V1与该降压转换器11生成的电压改变量ΔVOUT做差。
该电压改变量ΔVOUT的大小的调节过程如下：
如果选择增大该电压改变量ΔVOUT，按下该按钮SW2，该晶体管Q3、Q5导通，该控制端
Figure BDA0000039729560000061
的电压由逻辑高电平变为逻辑低电平。该接口P2.2的电压由逻辑高电平变为逻辑低电平，该微控制单元13通过该接口P2.0发送低电平控制信号至该控制端
Figure BDA0000039729560000062
请参阅表1-1，此时，该数字电位器151的电阻端RW和电阻端RL之间的阻值变小，该电压改变量ΔVOUT与该功能端VMSET/MODE所连接的电阻的大小成反比，因此该电压改变量ΔVOUT增大。
如果选择减小该电压改变量ΔVOUT，按下该按钮SW1，该晶体管Q2、Q4导通，该控制端
Figure BDA0000039729560000063
的电压由逻辑高电平变为逻辑低电平。该接口P2.1的电压由逻辑高电平变为逻辑低电平，该微控制单元13通过该接口P2.0发送高电平控制信号至该控制端
Figure BDA0000039729560000064
请参阅表1-1，此时，该数字电位器151的电阻端RW和电阻端RL之间的阻值变大，因此该电压改变量ΔVOUT减小。调节后的该子电压信号V1由该显示单元19显示。
本发明的电压调节系统100只需一输入电压即可生成多个可调的输出电压。且该电压调节系统100结构简单，操作方便。
可以理解，该降压转换器11的一较佳选择为型号为ISL6420的芯片，该数字电位器151的一较佳选择为型号为CAT5113的可编程数字电位器。
可以理解，该5V电压输入端的所需的5V电压可以由该电源10的输入电压通过开关稳压器等元件转换而得到，并不需要由额外的电源提供。

Claims (10)

1.一种电压调节系统，用于提供多个大小不同且可调节的输出电压，该电压调节系统包括：
一用于提供初始电压信号的电源；
一显示单元；
若干具有输出电压调节功能的降压转换器，分别用于接收该初始电压信号并输出一子电压信号；
一微控制单元，用于选择子电压信号输出，并控制该显示单元显示所输出子电压信号的大小，该微控制单元还用于控制该降压转换器生成的电压改变量的正负；
若干电压控制单元，该若干电压控制单元与该若干降压转换器一一对应；和
一电压改变量调节电路，该电压改变量调节电路和该微控制单元通过一电压控制单元控制一降压转换器生成的电压改变量的大小。
2.如权利要求1所述的电压调节系统，其特征在于：每一电压控制单元包括一数字电位器，该数字电位器与该电压控制单元相对应的降压转换器电连接。
3.如权利要求2所述的电压调节系统，其特征在于：该电压改变量调节电路包括四晶体管、二按钮，该数字电位器通过二晶体管接地，该微控制单元通过另二晶体管接地，每一按钮控制一与该数字电位器电连接的晶体管和一与该微控制单元电连接的晶体管同时导通或截止。
4.如权利要求3所述的电压调节系统，其特征在于：该电压调节系统进一步包括一双向开关，该微控制单元根据该双向开关的闭合情况发送改变量控制信号至该降压转换器，该降压转换器根据该改变量控制信号调整电压改变量的正负。
5.如权利要求4所述的电压调节系统，其特征在于：当一按钮按下时，二晶体管导通，该微控制单元判断增大还是减小电压改变量，并根据判断结果发送控制信号至该数字电位器，该数字电位器根据该控制信号减小或增大电阻值，该降压转换器根据该数字电位器电阻值的变化增大或减小电压改变量。
6.如权利要求5所述的电压调节系统，其特征在于：该电压调节系统进一步包括与该微控制单元电连接的若干通道选择开关，该若干通道选择开关与该若干降压转换器一一对应，该若干通道选择开关用于选择所需输出子电压。
7.如权利要求5所述的电压调节系统，其特征在于：该电压调节系统进一步包括一多路输出选择单元，当一通道选择开关闭合时，该微控制单元发送选择信号至该多路输出选择单元，该多路输出选择单元根据该选择信号使一电压控制单元的数字电位器处于有效控制状态，所述电压控制单元与该通道选择开关对应的降压转换器相对应。
8.一种电压调节系统，用于提供多个大小不同且可调节的输出电压，其包括一电源，其特征在于：该电压调节系统进一步包括若干降压转换器、一微控制单元、与该若干降压转换器一一对应的若干电压控制单元、一电压改变量调节电路和一显示单元；该电源与该若干降压转换器电连接，每一降压转换器与一电压控制单元电连接，该若干电压控制单元与该电压改变量调节电路电连接，该若干降压转换器、该电压改变量调节电路、该显示单元分别与该微控制单元电连接。
9.如权利要求8所述的电压调节系统，其特征在于：每一电压控制单元包括一数字电位器，该数字电位器与该电压控制单元相对应的降压转换器电连接。
10.如权利要求9所述的电压调节系统，其特征在于：该电压改变量调节电路包括四晶体管、二按钮，该数字电位器通过二晶体管接地，该微控制单元通过另二晶体管接地，每一按钮控制一与该数字电位器电连接的晶体管和一与该微控制单元电连接的晶体管同时导通或截止。
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