CN105553260A - 一种程控电压调整电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了程控电压调整电路，包括电压变换单元、反馈单元、参考电压产生单元、比较单元、时序信号产生单元、逻辑控制单元。电压变换单元包括第一开关元件，用于根据控制信号将第一电压转换为第二电压。反馈单元用于根据第二电压输出反馈电压。参考电压产生单元用于产生参考电压。比较单元根据反馈电压与参考电压的大小输出高电平或低电平的比较信号。时序信号产生单元用于输出时序信号。逻辑控制单元在比较单元输出高电平的比较信号时，输出与时序信号同步的控制信号，且在比较单元输出低电平的比较信号时，输出低电平的控制信号，以使电压变换单元停止工作。本发明的程控电压调整电路能输出可控的电压，且成本低、稳定性好。

Description

一种程控电压调整电路
技术领域
本发明涉及一种电源技术领域，特别涉及一种程控电压调整电路。
背景技术
随着电子产品的发展，对电源的要求也越来越高。
但是现有的电源的元器件成本较高，且由于电源芯片厂商设计的芯片一般通用性较强，没有专门适用于一种产品的电源的芯片，导致有些电源需要多个芯片配合才能实现，而这些芯片的所有功能有时仅用其一，造成了资源的巨大浪费，同时电源的芯片集成度的提高，相应的也增加了热损耗，降低了电源的驱动能力。
因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是提供一种程控电压调整电路，其能输出可控的电压，且成本低、稳定性好。
本发明提供了一种程控电压调整电路，所述程控电压调整电路包括电压变换单元、反馈单元、参考电压产生单元、比较单元、时序信号产生单元、逻辑控制单元。所述电压变换单元包括第一开关元件，所述电压变换单元用于根据控制信号将第一电压转换为第二电压。所述反馈单元与所述电压变换单元相连，用于根据第二电压输出反馈电压。所述参考电压产生单元用于产生参考电压。所述比较单元用于根据所述反馈电压与所述参考电压的大小输出高电平或低电平的比较信号。所述时序信号产生单元用于输出时序信号。所述逻辑控制单元与所述时序信号产生单元、所述比较单元及所述第一开关元件的控制端相连，用于在所述比较单元输出高电平的比较信号时，输出与所述时序信号同步的所述控制信号，且在所述比较单元输出低电平的比较信号时，输出高电平的控制信号，以控制所述第一开关元件断开，从而使所述电压变换单元停止工作。
优选地，所述电压变换单元为升压单元。
优选地，所述电压变换单元还包括第一电感、第一二极管、第三电容、第四电容。所述第一电感的第一端接收所述第一电压，所述第一电感的第二端与所述第一开关元件的第一通路端相连；所述第一二极管的阳极与所述第一电感的第二端相连；所述第三电容的第一端接收所述第一电压，所述第三电容的第二端与所述第一二极管的阴极相连；所述第四电容的第一端接收所述第一电压，所述第四电容的第二端接地。
优选地，所述反馈单元包括第一电阻、第二电阻、放大器。所述第一电阻的第一端接收所述第二电压；所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端相连，所述第二电阻的第二端接地；所述放大器的正向输入端与所述第二电阻的第一端相连，所述放大器的反相输入端通过第三电阻接地，所述放大器的输出端通过第四电阻与所述放大器的反相输入端相连。
优选地，所述参考电压产生单元包括脉冲宽度调制信号产生器、第五电阻、第一电容、第六电阻、第二电容。所述脉冲宽度调制信号产生器用于产生脉冲宽度调制信号。所述第五电阻的第一端接收所述脉冲宽度调制信号。所述第一电容的第一端与所述第五电阻的第二端相连。所述第六电阻的第一端与所述第五电阻的第二端相连。所述第二电容的第一端与所述第六电阻的第二端相连，所述第二电容的第二端接地。
优选地，所述脉冲宽度调制信号产生器包括可编程逻辑门阵列。
优选地，所述比较单元包括比较器，所述比较器的正向输入端与所述反馈单元的输出端相连，所述比较器的反相输入端与所述参考电压产生单元的输出端相连，所述比较器的输出端与所述逻辑控制单元的输入端相连。
优选地，所述时序信号产生单元产生的时序信号为方波信号。
优选地，所述逻辑控制单元包括第一非门、第一与门、锁存器、第二与门、第二非门。所述第一非门的输入端与所述比较单元的输出端相连；所述第一与门的第一输入端与所述第一非门的输出端相连，所述第一与门的第二输入端与所述时序信号产生单元的输出端相连；锁存器的第一输入端与所述比较单元的输出端相连，所述锁存器的第二输入端与所述第一与门的输出端相连；所述第二与门的第一输入端与所述锁存器的输出端相连，所述第二与门的第二输入端与所述时序信号产生单元的输出端相连；所述第二非门的输入端与所述第二与门的输出端相连，所述第二非门的输出端与所述第一开关元件的控制端相连。
本发明的程控电压调整电路能利用逻辑控制单元根据参考电压输出可控的电压(第二电压)，且成本低、稳定性好。
通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。
附图说明
图1为本发明一实施方式的程控电压调整电路的模块结构示意图。
图2为本发明一实施方式的程控电压调整电路的电路结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
尽管本发明使用第一、第二、第三等术语来描述不同的元件、信号、端口、组件或部分，但是这些元件、信号、端口、组件或部分并不受这些术语的限制。这些术语仅是用来将一个元件、信号、端口、组件或部分与另一个元件、信号、端口、组件或部分区分开来。在本发明中，一个元件、端口、组件或部分与另一个元件、端口、组件或部分“相连”、“连接”，可以理解为直接电性连接，或者也可以理解为存在中间元件的间接电性连接。除非另有定义，否则本发明所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员所通常理解的意思。
图1为本发明一实施方式的程控电压调整电路的模块结构示意图。如图1所示，程控电压调整电路包括电压变换单元100、反馈单元101、参考电压产生单元102、比较单元103、时序信号产生单元104、逻辑控制单元105。
电压变换单元100包括第一开关元件Q1(图1中未示出，请参考图2)，电压变换单元100用于根据控制信号将第一电压V1转换为第二电压V2。
具体地，电压变换单元100可以但不限于为包括第一开关元件Q1的直流/直流升压电路，也就是说，第一电压V1、第二电压V2均为直流电压，且第一电压V1小于第二电压V2；当然本领域的技术人员可以理解的是电压变换单元100也可以但不限于为包括第一开关元件Q1的降压电路等等。
反馈单元101与电压变换单元100相连，用于根据第二电压V2输出反馈电压。参考电压产生单元102用于产生参考电压。比较单元103用于根据反馈电压与参考电压的大小输出高电平或低电平的比较信号。
时序信号产生单元104用于输出时序信号。
具体地，所述时序信号可以但不限于为方波信号，当然本领域的技术人员可以理解的是，时序信号也可以但不限于为其它占空比的时序信号例如为占空比为百分之二十五的时序信号。
逻辑控制单元105与时序信号产生单元104、比较单元103及第一开关元件Q1的控制端相连，用于在比较单元103输出高电平的比较信号时，输出与时序信号同步的控制信号，且在比较单元103输出低电平的比较信号时，输出高电平的控制信号，以控制第一开关元件Q1断开，从而使电压变换单元100停止工作。
图2为本发明一实施方式的程控电压调整电路的电路结构示意图。如图2所示，逻辑控制单元105包括第一非门N1、第一与门A1、锁存器U1、第二与门A2、第二非门N2。第一非门N1的输入端与比较单元103的输出端相连；第一与门A1的第一输入端与第一非门N1的输出端相连，第一与门A1的第二输入端与时序信号产生单元104的输出端相连；锁存器U1的第一输入端与比较单元103的输出端相连，锁存器U1的第二输入端与第一与门A1的输出端相连；第二与门A2的第一输入端与锁存器U1的输出端相连，第二与门A2的第二输入端与时序信号产生单元104的输出端相连；第二非门N2的输入端与第二与门A2的输出端相连，第二非门N2的输出端与第一开关元件Q1的控制端相连。
其中，锁存器U1可以但不限于为SR锁存器。
在本发明一实施方式中，时序信号产生单元104可以但不限于包括晶体振荡器U2及外围电路。
在本发明一实施方式中，反馈单元101包括第一电阻R1、第二电阻R2、放大器COM1。第一电阻R1的第一端接收第二电压V2；第二电阻R2的第一端与第一电阻R1的第二端相连，第二电阻R2的第二端接地；放大器COM1的正向输入端与第二电阻R2的第一端相连，放大器COM1的反相输入端通过第三电阻接地，放大器COM1的输出端通过第四电阻与放大器COM1的反相输入端相连。
在本发明一实施方式中，参考电压产生单元102包括脉冲宽度调制信号产生器、第五电阻R5、第一电容C1、第六电阻R6、第二电容C2。脉冲宽度调制信号产生器用于产生脉冲宽度调制信号PWM。第五电阻R5的第一端接收脉冲宽度调制信号PWM。第一电容C1的第一端与第五电阻R5的第二端相连。第六电阻R6的第一端与第五电阻R5的第二端相连。第二电容C2的第一端与第六电阻R6的第二端相连，第二电容C2的第二端接地。其中，第五电阻R5与第一电容C1组成第一耦合电路，第六电阻R6与第二电容C2组成第二耦合电路。
其中，脉冲宽度调制信号产生器可以但不限于包括可编程逻辑门阵列，也就是说，脉冲宽度调制信号PWM是由可编程逻辑门阵列产生。
在本发明一实施方式中，电压变换单元100为直流/直流升压单元。电压变换单元100包括第一开关元件Q1、第一电感L1、第一二极管D1、第三电容C3、第四电容C4。第一电感L1的第一端接收第一电压V1，第一电感L1的第二端与第一开关元件Q1的第一通路端相连；第一二极管D1的阳极与第一电感L1的第二端相连；第三电容C3的第一端接收第一电压V1，第三电容C3的第二端与第一二极管D1的阴极相连；第四电容C4的第一端接收第一电压V1，第四电容C4的第二端接地。
在本发明一实施方式中，比较单元103包括比较器COM2，比较器COM2的正向输入端与放大器COM1的输出端相连，比较器COM2的反相输入端与第六电阻R6的第二端相连，比较器COM2的输出端与第一非门N1的输入端及锁存器U1的第一输入端相连。
当参考电压产生单元102产生的参考电压大于反馈单元101输出的反馈电压时，比较器COM2输出高电平的比较信号，从而使得第一非门N1输出低电平信号，进而使得第一与门A1输出低电平信号，锁存器U1输出高电平信号，第二与门A2输出时序信号发生器输出的时序信号，第二非门N2输出与时序信号发生器输出的时序信号同步且反相的时序信号，以控制第一开关元件Q1周期性的通断，从而使得第二电压V2的电压持续升高；当参考电压产生单元102产生的参考电压小于反馈单元101输出的反馈电压时，比较器COM2输出低电平的比较信号，从而使得第一非门N1输出高电平信号，进而使得第一与门A1输出高电平信号，锁存器U1输出低电平信号，第二与门A2输出低电平信号，第二非门N2输出高电平信号，第一开关元件Q1断开，从而使得第二电压V2维持在稳定值。
本发明的程控电压调整电路能利用逻辑控制单元105根据参考电压输出可控的电压(第二电压V2)，且成本低、稳定性好。
本文中应用了具体个例对本发明的程控电压调整电路及实施方式进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。

Claims (9)

1.一种程控电压调整电路，其特征在于，所述程控电压调整电路包括：
电压变换单元，包括第一开关元件，所述电压变换单元用于根据控制信号将第一电压转换为第二电压；
反馈单元，与所述电压变换单元相连，用于根据第二电压输出反馈电压；
参考电压产生单元，用于产生参考电压；
比较单元，用于根据所述反馈电压与所述参考电压的大小输出高电平或低电平的比较信号；
时序信号产生单元，用于输出时序信号；
逻辑控制单元，与所述时序信号产生单元、所述比较单元及所述第一开关元件的控制端相连，用于在所述比较单元输出高电平的比较信号时，输出与所述时序信号同步的所述控制信号，且在所述比较单元输出低电平的比较信号时，输出高电平的控制信号，以控制所述第一开关元件断开，从而使所述电压变换单元停止工作。
2.如权利要求1所述的程控电压调整电路，其特征在于，所述电压变换单元为升压单元。
3.如权利要求2所述的程控电压调整电路，其特征在于，所述电压变换单元还包括：
第一电感，所述第一电感的第一端接收所述第一电压，所述第一电感的第二端与所述第一开关元件的第一通路端相连；
第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一电感的第二端相连；
第三电容，所述第三电容的第一端接收所述第一电压，所述第三电容的第二端与所述第一二极管的阴极相连；
第四电容，所述第四电容的第一端接收所述第一电压，所述第四电容的第二端接地。
4.如权利要求1所述的程控电压调整电路，其特征在于，所述反馈单元包括：
第一电阻，所述第一电阻的第一端接收所述第二电压；
第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端相连，所述第二电阻的第二端接地；
放大器，所述放大器的正向输入端与所述第二电阻的第一端相连，所述放大器的反相输入端通过第三电阻接地，所述放大器的输出端通过第四电阻与所述放大器的反相输入端相连。
5.如权利要求1所述的程控电压调整电路，其特征在于，所述参考电压产生单元包括：
脉冲宽度调制信号产生器，所述脉冲宽度调制信号产生器用于产生脉冲宽度调制信号；
第五电阻，所述第五电阻的第一端接收所述脉冲宽度调制信号；
第一电容，所述第一电容的第一端与所述第五电阻的第二端相连；
第六电阻，所述第六电阻的第一端与所述第五电阻的第二端相连；
第二电容，所述第二电容的第一端与所述第六电阻的第二端相连，所述第二电容的第二端接地。
6.如权利要求5所述的程控电压调整电路，其特征在于，所述脉冲宽度调制信号产生器包括可编程逻辑门阵列。
7.如权利要求1所述的程控电压调整电路，其特征在于，所述比较单元包括：
比较器，所述比较器的正向输入端与所述反馈单元的输出端相连，所述比较器的反相输入端与所述参考电压产生单元的输出端相连，所述比较器的输出端与所述逻辑控制单元的输入端相连。
8.如权利要求1所述的程控电压调整电路，其特征在于，所述时序信号产生单元产生的时序信号为方波信号。
9.如权利要求1所述的程控电压调整电路，其特征在于，所述逻辑控制单元包括：
第一非门，所述第一非门的输入端与所述比较单元的输出端相连；
第一与门，所述第一与门的第一输入端与所述第一非门的输出端相连，所述第一与门的第二输入端与所述时序信号产生单元的输出端相连；
锁存器，所述锁存器的第一输入端与所述比较单元的输出端相连，所述锁存器的第二输入端与所述第一与门的输出端相连；
第二与门，所述第二与门的第一输入端与所述锁存器的输出端相连，所述第二与门的第二输入端与所述时序信号产生单元的输出端相连；
第二非门，所述第二非门的输入端与所述第二与门的输出端相连，所述第二非门的输出端与所述第一开关元件的控制端相连。
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