CN105700606B - 电源模块及其输出电压调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电源模块及其输出电压调节方法。所述电源模块具有电压输出端且包括电源IC和输出电压反馈网络，电压输出端电连接电源IC的输出端，输出电压反馈网络包括串接在电压输出端和参考电位之间的第一和第二分压电阻且第一和第二分压电阻之间的节点电连接电源IC的反馈端。再者，输出电压反馈网络还包括电连接在节点和参考电位之间的分压电阻值调节单元，且分压电阻值调节单元包括三端开关元件和第三分压电阻，三端开关元件包括第一端、第二端和控制端，第一端电连接参考电位，第二端通过第三分压电阻电连接节点。因此，本发明可实现电源模块的输出电压多级调节，且具有实施成本低及实施稳定等优点。

Description

电源模块及其输出电压调节方法
技术领域
本发明涉及电源管理技术领域，尤其涉及一种电源模块及其输出电压调节方法。
背景技术
现有电子产品线路中，各芯片的电源电压供电转换模块(简称电源模块)一般有两种模式，一种是固定电压，这种方式处理比较简单，缺点是电压固定无法改变；另一种是动态调节，大多是通过各功能芯片结合后端设备配合做动态调节处理，缺点是实施成本与技术要求较高，且一般是按芯片规格要求内容预先设定调节范围，故应用范围与技术要求较高。
发明内容
有鉴于此，为克服现有技术存在的缺陷和不足，本发明提出一种电源模块及其输出电压调节方法。
具体地，本发明实施例提出的一种电源模块，具有电压输出端且包括电源IC和输出电压反馈网络，所述电压输出端电连接所述电源IC的输出端，所述输出电压反馈网络包括串接在所述电压输出端和参考电位之间的第一分压电阻和第二分压电阻且所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间的节点电连接所述电源IC的反馈端。再者，所述输出电压反馈网络还包括电连接在所述节点和所述参考电位之间的分压电阻值调节单元，且所述分压电阻值调节单元包括三端开关元件和第三分压电阻，所述三端开关元件包括第一端、第二端和控制端，所述第一端电连接所述参考电位，所述第二端通过所述第三分压电阻电连接所述节点。
此外，本发明另一实施例提出的一种电源模块，具有电压输出端且包括电源IC和输出电压反馈网络，所述电压输出端电连接所述电源IC的输出端并通过所述输出电压反馈网络电连接所述电源IC的反馈端，从而所述输出电压反馈网络对所述电压输出端的输出电压进行分压后的分压值作为所述反馈端的输入。再者，所述输出电压反馈网络的分压电阻值可变。
更具体地，所述输出电压反馈网络例如包括串接在所述输出电压端和接地电位之间的第一分压电阻和第二分压电阻以及至少一个电连接在所述节点和所述接地电位之间的分压电阻值调节单元，每一个所述分压电阻值调节单元包括串接在所述节点和所述接地电位之间的电阻和开关元件，从而可通过控制所述开关元件的开关状态使所述输出电压反馈网络的分压电阻值可变。
另外，本发明实施例提出的一种电源模块的输出电压调节方法，所述电源模块具有电压输出端且包括电源IC和输出电压反馈网络，所述电压输出端电连接所述电源IC的输出端并通过所述输出电压反馈网络电连接至所述电源IC的反馈端，从而所述输出电压反馈网络对所述电压输出端的输出电压进行分压后的分压值作为所述反馈端的输入。所述电源模块的输出电压调节方法包括步骤：(i)向所述输出电压反馈网络的每一个控制端输入逻辑“0”或逻辑“1”信号以改变所述输出电压反馈网络的分压电阻值进而改变所述输出电压反馈网络对所述电压输出端的输出电压进行分压后的分压值，其中所述输出电压反馈网络由包含有源器件和无源器件的多个分立元件组成；以及(ii)所述电源IC根据输入至所述反馈端的改变后的分压值调节所述电压输出端的输出电压。
由上可知，本发明实施例通过对输出电压反馈网络进行设计，使其分压电阻值可控可变，从而可以改变电源IC的反馈端的输入分压值，进而可实现电源模块的输出电压的多级调节。
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，该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。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
下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明。
图1为本发明实施例的一种电源模块的电路示意图。
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。
参见图1，本发明实施例提出的一种电源模块包括电源IC例如RT8120芯片(但本发明并不以此为限)和输出电压反馈网络(如图1虚线框所标示)。电源IC具有输出端例如RT8120芯片的PHASE引脚和反馈端例如RT8120芯片的FB引脚；电源模块的电压输出端Vout电连接电源IC的输出端并通过输出电压反馈网络电连接电源IC的反馈端；当然，电源IC还会有其他引脚例如电源引脚VCC和接地引脚GND等以及还会配置有其他必要的电路元件例如无源器件像电容、电阻等和有源器件像NMOS等，这些均在本领域技术人员的理解范围内，故不再详述。
承上述，输出电压反馈网络包括串接在电压输出端Vout和参考电位例如接地电位之间的分压电阻PR1和分压电阻PR2，且分压电阻PR1和分压电阻PR2之间的节点N电连接电源IC的反馈端。此外，输出电压反馈网络还包括至少一个电连接在节点N和参考电位例如接地电位之间的分压电阻值调节单元，图1中示出三个(但本发明并不以此为限)并联在节点N和接地电位之间的分压电阻值调节单元，其中，第一分压电阻值调节单元包括串接在节点N和接地电位之间的分压电阻PR3(无源器件)和NMOS场效应晶体管Q1(有源器件)，NMOS场效应晶体管Q1作为一种三端开关元件，其第一端电连接接地电位、其第二端通过分压电阻PR3电连接节点N以及其控制端电连接控制器例如单片机(或其他控制器例如ARM处理器，只是成本相对较高一些)的GPIO1口并且优选地还电连接接地电容C1；类似地，第二分压电阻值调节单元包括串接在节点N和接地电位之间的分压电阻PR4(无源器件)和NMOS场效应晶体管Q2(有源器件)，NMOS场效应晶体管Q2作为一种三端开关元件，其第一端电连接接地电位、其第二端通过分压电阻PR4电连接节点N以及其控制端电连接控制器例如单片机的GPIO2口并且优选地还电连接接地电容C2；第三分压电阻值调节单元包括串接在节点N和接地电位之间的分压电阻PR5(无源器件)和NMOS场效应晶体管Q3(有源器件)，NMOS场效应晶体管Q3作为一种三端开关元件，其第一端电连接接地电位、其第二端通过分压电阻PR5电连接节点N以及其控制端电连接控制器例如单片机的GPIO3口并且优选地还电连接接地电容C3。再者，分压电阻PR3、PR4、PR5的阻值优选为互不相同。
如此一来，在图1中，由于输出电压反馈网络会对电源模块的电压输出端Vout的输出电压进行分压得到节点N处的分压值作为电源IC的反馈端的输入，因此通过单片机的GPIO1口、GPIO2口和GPIO3口向各个NMOS场效应晶体管Q1、Q2及Q3输入逻辑“0”或逻辑“1”信号以控制各个NMOS场效应晶体管Q1、Q2及Q3处于导通或截止状态(也即开状态或关状态)，输出电压反馈网络的电阻值会做相应地变化，进而使得节点N处的分压值发生变化；电源IC检测到其反馈端的输入变化后会对电源模块的输出电压端Vout的输出电压值进行调节，进而达到调节电源模块的输出电压之目的。
简而言之，在图1中，本发明实施例是通过GPIO实施电源模块的输出电压的智能调节，其通过对电源模块的输出电压反馈网络的分压电阻值做变化调节，使反馈信号值与实际输出电压值有偏差，以“欺骗”电源IC而使其改变输出电压为目的实现，而输出调节值根据加入的GPIO口数量而定，一个GPIO口可以设定逻辑“0”和逻辑“1”两种状态，故加入一个GPIO口就可以实现2级电压调节，2个GPIO口可以实现4级电压调节，3个GPIO口就可以实现共8级电压调节，以此类推。以图1中所示的3个GPIO口为例，设分压电阻PR1、PR2、PR3、PR4及PR5的阻值分别为2K、1.8K、24K、12K及6.04K，则GPIO口的输入状态与电源模块的输出电压的关系例如下表所示：
GPIO1的输入 GPIO2的输入 GPIO3的输入 输出电压值
1 1 1 1.615
1 1 0 1.565
1 0 1 1.515
1 0 0 1.465
0 1 1 1.417
0 1 0 1.367
0 0 1 1.317
0 0 0 1.267
综上所述，本发明实施例通过控制输出电压反馈网络的分压电阻值达到分压值的改变进而使电源模块的输出电压作出调节，并且由于输出电压反馈网络优选为由包含有源器件例如MOS场效应晶体管和无源器件例如定值电阻的多个分立元件组成，因此实施成本低、实施稳定且可行性高。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电源模块，具有电压输出端且包括电源IC和输出电压反馈网络，所述电压输出端电连接所述电源IC的输出端，所述输出电压反馈网络包括串接在所述电压输出端和参考电位之间的第一分压电阻和第二分压电阻且所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间的节点电连接所述电源IC的反馈端；其特征在于，所述输出电压反馈网络还包括电连接在所述节点和所述参考电位之间的分压电阻值调节单元，且所述分压电阻值调节单元包括三端开关元件和第三分压电阻，所述三端开关元件包括第一端、第二端和控制端，所述第一端电连接所述参考电位，所述第二端通过所述第三分压电阻电连接所述节点；
其中，所述控制端用于接收逻辑“0”或逻辑“1”信号以控制所述三端开关元件导通或截止来决定所述分压电阻值调节单元是否参与对所述电压输出端的输出电压进行分压。
2.如权利要求1所述的电源模块，其特征在于，所述三端开关元件为NMOS场效应晶体管。
3.如权利要求1所述的电源模块，其特征在于，还包括单片机，所述单片机通过GPIO口电连接所述控制端。
4.如权利要求1所述的电源模块，其特征在于，所述分压电阻值调节单元为多个，且所述多个分压电阻值调节单元并联在所述节点和所述参考电位之间。
5.如权利要求4所述的电源模块，其特征在于，所述多个分压电阻值调节单元中的所述第三分压电阻的阻值互不相同。
6.一种电源模块，具有电压输出端且包括电源IC和输出电压反馈网络，所述电压输出端电连接所述电源IC的输出端并通过所述输出电压反馈网络电连接所述电源IC的反馈端，从而所述输出电压反馈网络对所述电压输出端的输出电压进行分压后的分压值作为所述反馈端的输入；其特征在于，所述输出电压反馈网络的分压电阻值通过接受逻辑“0”或逻辑“1”信号的控制而可变，进而调节所述输出电压反馈网络对所述电压输出端的输出电压进行分压后的分压值。
7.如权利要求6所述的电源模块，其特征在于，所述输出电压反馈网络包括串接在所述输出电压端和接地电位之间的第一分压电阻和第二分压电阻以及至少一个分压电阻值调节单元，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间的节点电连接所述电源IC的所述反馈端，每一个所述分压电阻值调节单元电连接在所述节点和所述接地电位之间且包括串接在所述节点和所述接地电位之间的电阻和开关元件，从而可通过控制所述开关元件的开关状态使所述输出电压反馈网络的分压电阻值可变。
8.如权利要求7所述的电源模块，其特征在于，还包括控制器，每一个所述分压电阻值调节单元中的所述开关元件电连接所述控制器的一个GPIO口。
9.如权利要求8所述的电源模块，其特征在于，所述控制器为单片机。
10.一种电源模块的输出电压调节方法，所述电源模块具有电压输出端且包括电源IC和输出电压反馈网络，所述电压输出端电连接所述电源IC的输出端并通过所述输出电压反馈网络电连接至所述电源IC的反馈端，从而所述输出电压反馈网络对所述电压输出端的输出电压进行分压后的分压值作为所述反馈端的输入；其特征在于，所述电源模块的输出电压调节方法包括步骤：
(i)向所述输出电压反馈网络的每一个控制端输入逻辑“0”或逻辑“1”信号以改变所述输出电压反馈网络的分压电阻值进而改变所述输出电压反馈网络对所述电压输出端的输出电压进行分压后的分压值，其中所述输出电压反馈网络由包含有源器件和无源器件的多个分立元件组成；以及
(ii)所述电源IC根据输入至所述反馈端的改变后的分压值调节所述电压输出端的输出电压。
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