CN109194123A - 一种pwm电压调节电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子线路技术领域，尤其涉及一种PWM电压调节电路，用于动态调整CPU的电源，其中包括：电源芯片包括输入引脚、反馈引脚、电感连接引脚；于CPU执行自动校准工作时，模数转换端口读取调整电压并与CPU的预设电压值进行比较，当比较结果大于一预设范围时，通过调压端口动态调整调整电压的输出占空比，以选择接近预设电压值，然后保存自动校准工作后对应频率的电压值以备后用。有益效果在于：动态调整CPU的电源供电，通过设置调压接口连接CPU的模数转换接口以实现降低电源输出误差，并且采用普通电阻和PWM电压调节电路的普通精度，既解决了系统批量生产所有平台误差控制在2％以内的问题，同时不需要增加电路成本，适合于大批量生产。

Description

一种PWM电压调节电路
技术领域
本发明涉及电子线路技术领域，尤其涉及一种PWM电压调节电路。
背景技术
如图1所示，在现有技术中，智能电视或机顶盒或智能音箱等电子产品中的CPU或GPU的供电电压为：0.8V--1.2V，其中，电流变化范围比较大。根据CPU或GPU负载情况动态调整供给电源电压来达到系统稳定工作，或不用额外增加散热片解决系统温升的问题；同时，由于供给电源低对电源要求高，误差范围希望控制在3％以内，否则批量生产很多平台会出现系统不稳定。
而面临目前存在的问题，现有的解决方法包括如下：(1)CPU采用高精度的外围元件；(2)固定高电压通过增加大散热片来解决温升高的问题或功耗增加的问题；(3)通过DC-DC反馈引脚走线连接到CPU或GPU供电脚；以上三种做法需要增加电路成本或不能完全解决系统批量生产所有平台误差控制在2％以内的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种PWM电压调节电路。
具体技术方案如下：
一种PWM电压调节电路，用于动态调整CPU的电源，其中包括：
一电源芯片，所述电源芯片包括：
一输入引脚连接一电压输入端，以提供一电源电压；
一反馈引脚连接一分压电阻的中心点，通过所述分压电阻来控制所述电源电压，以输出一反馈电压至所述CPU的脉宽调制接口；
一电感连接引脚通过一电感连接一调压端口，所述调压端口分别连接所述CPU的模数转换端口与电源端，所述调压端口用以动态调整所述电源电压，以输出一调整电压；
于所述CPU执行自动校准工作时，所述模数转换端口读取所述调整电压并与所述CPU的预设电压值进行比较，当比较结果大于一预设范围时，通过所述调压端口动态调整所述调整电压的输出占空比，以选择接近所述预设电压值，然后保存自动校准工作后对应频率的电压值以备后用。
优选的，所述分压电阻包括：
一第一电阻，连接于所述反馈引脚与所述调压端口之间；
一第二电阻，连接于所述反馈引脚与接地端之间；
一第三电阻，通过一第四电阻连接于所述反馈引脚与所述CPU的脉宽调制接口之间。
优选的，所述第一电阻的误差范围为5％；和/或
所述第二电阻的误差范围为5％；和/或
所述第三电阻的误差范围为5％；和/或
所述第四电阻的误差范围为5％。
优选的，所述PWM电压调节电路控制所述CPU的电源误差在1％-2％。
优选的，所述预设范围为10mV。
优选的，所述电源电压为12V。
优选的，所述电源芯片还包括：
一自举电容引脚，通过一自举电容连接于所述电感连接引脚；
一接地引脚，连接接地端；
一使能引脚，连接于所述输入引脚。
优选的，所述CPU连接不同的负载，需要设置不同的工作频率。
优选的，不同的所述工作频率范围为50MHZ-2GHZ。
本发明的技术方案有益效果在于：公开一种PWM电压调节电路，以动态调整CPU的电源供电，通过设置调压接口连接CPU的模数转换接口以实现降低电源输出误差，并且采用普通电阻和PWM电压调节电路的普通精度，既解决了系统批量生产所有平台误差控制在2％以内的问题，同时不需要增加电路成本，适合于大批量生产。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为现有技术的PWM电压调节电路的电路图；
图2为本发明的实施例的PWM电压调节电路的电路图；
图3为本发明的实施例的CPU不同工作频率下的负载测试电压表格。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
如图1所示，在现有技术中，智能电视或机顶盒或智能音箱等电子产品中的CPU或GPU的供电电压为：0.8V--1.2V，其中，电流变化范围比较大。根据CPU或GPU负载情况动态调整供给电源电压来达到系统稳定工作，或不用额外增加散热片解决系统温升的问题；同时，由于供给电源低对电源要求高，误差范围希望控制在3％以内，否则批量生产很多平台会出现系统不稳定。
而面临目前存在的问题，现有的解决方法包括如下：(1)CPU采用高精度的外围元件；(2)固定高电压通过增加大散热片来解决温升高的问题或功耗增加的问题；(3)通过DC-DC反馈引脚走线连接到CPU或GPU供电脚；以上三种做法需要增加电路成本或不能完全解决系统批量生产所有平台误差控制在2％以内的问题。
因此，针对上述现有技术中存在的问题，本发明公开一种PWM电压调节电路，用于动态调整CPU的电源，其中包括：
一电源芯片U1，电源芯片U1包括六个引脚；
一输入引脚IN连接一电压输入端DC，以提供一电源电压，电源电压为12V；
一反馈引脚FB连接一分压电阻的中心点，通过分压电阻来控制电源电压，以输出一反馈电压至CPU的脉宽调制接口PWM-INPUT；
一电感连接引脚LX通过一电感L连接一调压端口VCCK，调压端口VCCK分别连接CPU的模数转换端口ADC与电源端VDD-CPU，调压端口VCCK用以动态调整电源电压，以输出一调整电压；
于CPU执行自动校准工作时，模数转换端口ADC读取调整电压并与CPU的预设电压值进行比较，当比较结果大于一预设范围时，通过调压端口VCCK动态调整调整电压的输出占空比，以选择接近预设电压值，然后保存自动校准工作后对应频率的电压值以备后用。
通过上述PWM电压调节电路的技术方案，如图2所示，PWM电压调节电路工作原理为：CPU系统烧录完程序软件在进行第一次上电执行自动校准工作时，通过软件系统将CPU设置在需要不同的工作频率，利用模数转换端口ADC读取调整电压并与CPU的预设电压值进行比较，当比较结果大于一预设范围时，通过调压端口VCCK动态调整调整电压的输出占空比，以选择接近预设电压值，其中，预设范围为10mV，自动校准过程在1S以内能完成，然后保存自动校准工作后对应频率的电压值；当以后CPU系统开机启用时，采用之前校准后的CPU或GPU在不同工作频率对应电压值来工作。
进一步地，通过PWM电压调节电路动态调整CPU的电源供电，通过设置调压接口连接CPU的模数转换接口以实现降低电源输出误差，并且采用普通电阻和PWM电压调节电路的普通精度，既解决了系统批量生产所有平台误差控制在2％以内的问题，同时不需要增加电路成本，适合于大批量生产。
在一种较优的实施例中，分压电阻包括：
一第一电阻R1，连接于反馈引脚FB与调压端口VCCK之间；
一第二电阻R2，连接于反馈引脚FB与接地端GND之间；
一第三电阻R3，通过一第四电阻R4连接于反馈引脚FB与CPU的脉宽调制接口PWM-INPUT之间；
第一电阻R1的误差范围为5％；和/或
第二电阻R2的误差范围为5％；和/或
第三电阻R3的误差范围为5％；和/或
第四电阻R4的误差范围为5％。
上述技术方案中，第一电阻R1的阻值为100K，第二电阻R2的阻值为120K，第三电阻R3的阻值为100K，第四电阻R4的阻值为1M，并且第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4均采用普通误差范围5％，在不需要增加电路成本的同时，采用普通电阻和PWM电压调节电路的普通精度，既解决了系统批量生产所有平台误差控制在2％以内的问题，同时降低了电路成本，适合于大批量生产。
在一种较优的实施例中，PWM电压调节电路控制CPU的电源误差在1％-2％。
上述技术方案中，通过PWM电压调节电路动态调整CPU的电源供电，通过设置调压接口连接CPU的模数转换接口以实现降低电源输出误差，并且采用普通电阻和PWM电压调节电路的普通精度，既解决了系统批量生产所有平台误差控制在2％以内的问题，同时不需要增加电路成本，适合于大批量生产。
优选的，PWM电压调节电路控制CPU的电源误差在1％-2％，如图3所示，这样设计的结果有益效果在于：一方面是，产品批量生产所有平台误差能控制在2％以内，其中误差主要包括：模数转换接口ADC供电电源误差，能控制在2％以内，其中对模数转换接口ADC误差可以忽略；另一方面是，不需要用高精度电阻或高精度反馈引脚，降低电路成本，并且在智能电视或机顶盒或智能音箱等电子产品集成芯片内部均有集成模数转换接口ADC，不用增成本，这样既解决了系统批量生产所有平台误差控制在2％以内的问题，同时不需要增加电路成本，适合于大批量生产。
在一种较优的实施例中，电源芯片U1还包括：
一自举电容引脚BS，通过一自举电容C1连接于电感连接引脚LX；
一接地引脚GND，连接接地端GND；
一使能引脚EN，连接于输入引脚IN。
上述技术方案中，电路芯片U1结合外围电路，动态调整CPU的电源供电，通过设置调压接口连接CPU的模数转换接口以实现降低电源输出误差，并且采用普通电阻和PWM电压调节电路的普通精度，既解决了系统批量生产所有平台误差控制在2％以内的问题，同时不需要增加电路成本，适合于大批量生产。
在一种较优的实施例中，CPU连接不同的负载，需要设置不同的工作频率；
不同的工作频率范围为50MHZ-2GHZ。
上述技术方案中，PWM电压调节电路控制CPU的电源误差在1％-2％，如图3所示，CPU连接不同的负载，需要设置不同的工作频率，不同的工作频率范围为50MHZ-2GHZ；这样设计的结果有益效果在于：一方面是，产品批量生产所有平台误差能控制在2％以内，其中误差主要包括：模数转换接口ADC供电电源误差，能控制在2％以内，其中对模数转换接口ADC误差可以忽略；另一方面是，不需要用高精度电阻或高精度反馈引脚，降低电路成本，并且在智能电视或机顶盒或智能音箱等电子产品集成芯片内部均有集成模数转换接口ADC，不用增成本，这样既解决了系统批量生产所有平台误差控制在2％以内的问题，同时不需要增加电路成本，适合于大批量生产。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种PWM电压调节电路，用于动态调整CPU的电源，其特征在于，包括：
一电源芯片，所述电源芯片包括：
一所述输入引脚连接一电压输入端，以提供一电源电压；
一所述反馈引脚连接一分压电阻的中心点，通过所述分压电阻来控制所述电源电压，以输出一反馈电压至所述CPU的脉宽调制接口；
一所述电感连接引脚通过一电感连接一调压端口，所述调压端口分别连接所述CPU的模数转换端口与电源端，所述调压端口用以动态调整所述电源电压，以输出一调整电压；
于所述CPU执行自动校准工作时，所述模数转换端口读取所述调整电压并与所述CPU的预设电压值进行比较，当比较结果大于一预设范围时，通过所述调压端口动态调整所述调整电压的输出占空比，以选择接近所述预设电压值，然后保存所述自动校准工作后对应频率的电压值以备后用。
2.根据权利要求1所述的PWM电压调节电路，其特征在于，所述分压电阻包括：
一第一电阻，连接于所述所述反馈引脚与所述调压端口之间；
一第二电阻，连接于所述所述反馈引脚与接地端之间；
一第三电阻，通过一第四电阻连接于所述所述反馈引脚与所述CPU的脉宽调制接口之间。
3.根据权利要求2所述的PWM电压调节电路，其特征在于，所述第一电阻的误差范围为5％；和/或
所述第二电阻的误差范围为5％；和/或
所述第三电阻的误差范围为5％；和/或
所述第四电阻的误差范围为5％。
4.根据权利要求1所述的PWM电压调节电路，其特征在于，所述PWM电压调节电路控制所述CPU的电源误差在1％-2％。
5.根据权利要求1所述的PWM电压调节电路，其特征在于，所述预设范围为10mV。
6.根据权利要求1所述的PWM电压调节电路，其特征在于，所述电源电压为12V。
7.根据权利要求1所述的PWM电压调节电路，其特征在于，所述电源芯片还包括：
一自举电容引脚，通过一自举电容连接于所述所述电感连接引脚；
一接地引脚，连接接地端；
一使能引脚，连接于所述所述输入引脚。
8.根据权利要求1所述的PWM电压调节电路，其特征在于，所述CPU连接不同的负载，需要设置不同的工作频率。
9.根据权利要求8所述的PWM电压调节电路，其特征在于，不同的所述工作频率范围为50MHZ-2GHZ。
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