CN109361313A - 一种基于dc/dc模块0v起调直流电源的设计方法 - Google Patents

一种基于dc/dc模块0v起调直流电源的设计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109361313A
CN109361313A CN201811285422.2A CN201811285422A CN109361313A CN 109361313 A CN109361313 A CN 109361313A CN 201811285422 A CN201811285422 A CN 201811285422A CN 109361313 A CN109361313 A CN 109361313A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistance
operational amplifier
voltage
module
output voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811285422.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109361313B (zh
Inventor
郭庆
王慧梅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ANHUI EGRETS ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
ANHUI EGRETS ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ANHUI EGRETS ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical ANHUI EGRETS ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201811285422.2A priority Critical patent/CN109361313B/zh
Publication of CN109361313A publication Critical patent/CN109361313A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109361313B publication Critical patent/CN109361313B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators

Abstract

本发明公开了一种基于DC/DC模块0V起调直流电源的设计方法，DC/DC模块通过FB引脚的反馈电压进行脉冲调制、开启/关闭开关管，调整输出电压，所述的调压端口输入电压和DC/DC模块输出电压一同经反馈环路反馈到DC/DC模块的FB引脚，DC/DC模块通过自身的负反馈调整输出电压，直至FB引脚电压达到设定值。本发明设计基于DC/DC器件，使用多个运放搭建的电路作为直流电源反馈环路，实现直流电源电压0V起调，反馈环路简单且易于实现，使用此设计方法的装置可实现数字控制，控制精度更高；此种装置还可以实现远程遥控及监控。

Description

一种基于DC/DC模块0V起调直流电源的设计方法
技术领域
本发明涉及电源的实现技术领域，尤其涉及一种基于DC/DC模块0V起调直流电源的设计方法。
背景技术
DC/DC是开关电源的一种，指直流变换为直流,其核心为DC/DC转换器。通过控制开关管导通和关断的时间比，维持稳定输出电压的一种电源，DC/DC器件一般由脉宽控制器(PWM)电路和MOSFET构成。目前，DC/DC以小型、轻便、高效的特点被广泛应用在几乎所有的电子设备中。
设备开发中，需要一款体积较小且能够安装在设备内部的0V起调直流电源，满足客户使用需求。
市场上所提供的0V起调稳压源是基于开关电源方式，把交流电变换到所需的直流电压上，然后使用线性电源器件调整输出所需的0V起调直流电源，此种方法占用空间较大、效率较低，且需要额外增加散热装置，不能够满足设备中对体积要求的限制；采用DC/DC器件方式，能够提高效率，但市场上所有DC/DC器件最低输出电压都有Vref的限制，不能够实现0V起调。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于DC/DC模块0V起调直流电源的设计方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于DC/DC模块0V起调直流电源的设计方法，包括有DC/DC模块、反馈环路和调压端口，所述的DC/DC模块通过FB引脚的反馈电压进行脉冲调制、开启/关闭开关管，调整输出电压，所述的调压端口输入电压和DC/DC模块输出电压一同经反馈环路反馈到DC/DC模块的FB引脚，DC/DC模块通过自身的负反馈调整输出电压，直至FB引脚电压达到设定值。
所述的反馈环路包括有运算放大器一U1、运算放大器二U2和运算放大器三U3，DC/DC模块的输出电压端连接有电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接电阻R2的一端和运算放大器一U1的同相输入端，电阻R2的另一端接地，运算放大器一U1的反向输入端连接运算放大器一U1的输出端，运算放大器一U1的输出端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端分别连接电阻R5的一端和运算放大器二U2的反相输入端，电阻R5的另一端连接运算放大器二U2的输出端，运算放大器二U2的同相输入端分别连接电阻R6的一端和电阻R7的一端，电阻R6的另一端连接所述的调压端口，电阻R7的另一端接地，运算放大器二U2的输出端连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端分别连接电阻R9的一端和运算放大器三U3的反相输入端，电阻R9的另一端连接运算放大器三U3的输出端，运算放大器三U3的输出端连接所述的DC/DC模块的FB引脚，运算放大器U3的同相输入端分别连接电阻R10的一端和电阻R11的一端，电阻R10的另一端连接电压源Vref的正极，电压源Vref的负极接地，电阻R11的另一端接地。
所述的反馈环路的输入输出关系如下：
DC/DC模块的输出电压Vout经电阻R1、R2分压，运算放大器一U1输出电压：
VU1＝Vout×R2/(R1+R2) (1)
控制端电压VDAC与VU1经过减法电路求差后，运算放大器二U2输出电压：
VU2＝VDAC-VU1＝VDAC-Vout×R2/(R1+R2) (2)
取电阻R4＝R5＝R6＝R7；
电压源输出电压Vref与VU2经过减法电路求差后，运算放大器三U3输出电压：
VFB＝Vref-VU2＝Vref-(VDAC-Vout×R2/(R1+R2)) (3)
取电阻R8＝R9＝R10＝R11；
推导出VDAC和Vout关系为：
Vout＝(VDAC+VFB-Vref)×(R1+R2)/R2 (4)
式中：
VDAC为控制电压，用于调整输出电压；VFB：DC/DC模块反馈引脚的电压，固定值；Vref：参考电压，电压源提供，固定值；
由式(4)看出，Vout与VDAC成正比例关系，且只有在VDAC+VFB＝Vref时，Vout输出电压为0，当增加或减小VDAC电压时，VOUT成比例增加或减小；
当VDAC增大时，运算放大器二U2输出电压VU2增大，进而运算放大器三U3输出电压VU3减小，即VFB减小，DC/DC模块的输出电压VOUT增大，运算放大器一U1输出VU1增大，运算放大器二U2输出电压VU2减小，电路经反馈回路自动调整，直至运算放大器三U3输出电压VU3等于VFB，当VDAC减小时，自动调整过程相反。
本发明的优点是：1、本发明基于通用DC/DC器件，通过改变DC/DC器件反馈环路，很好的实现了设备需求中0V起调的功能，且体积较小、效率高，器件选择范围广，只需针对不同器件调整环路参数即可。
2、本发明中的直流电源装置，效率取决于DC/DC器件，可以实现90％～95％的效率。
3、本发明中的直流电源装置可以实现远程程控功能。
附图说明
图1为0V起调直流电源反馈环路框图。
图2为基于DC/DC器件0V起调直流电源实施框图。
具体实施方式
如图2所示，一种基于DC/DC模块0V起调直流电源的设计方法，包括有DC/DC模块1、反馈环路2和调压端口3，所述的DC/DC模块1通过FB引脚的反馈电压进行脉冲调制、开启/关闭开关管，调整输出电压，所述的调压端口3输入电压和DC/DC模块1输出电压一同经反馈环路2反馈到DC/DC模块1的FB引脚，DC/DC模块1通过自身的负反馈调整输出电压，直至FB引脚电压达到设定值。
如图1、2所示，所述的反馈环路2包括有运算放大器一U1、运算放大器二U2和运算放大器三U3，DC/DC模块的输出电压端连接有电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接电阻R2的一端和运算放大器一U1的同相输入端，电阻R2的另一端接地，运算放大器一U1的反向输入端连接运算放大器一U1的输出端，运算放大器一U1的输出端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端分别连接电阻R5的一端和运算放大器二U2的反相输入端，电阻R5的另一端连接运算放大器二U2的输出端，运算放大器二U2的同相输入端分别连接电阻R6的一端和电阻R7的一端，电阻R6的另一端连接所述的调压端口，电阻R7的另一端接地，运算放大器二U2的输出端连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端分别连接电阻R9的一端和运算放大器三U3的反相输入端，电阻R9的另一端连接运算放大器三U3的输出端，运算放大器三U3的输出端连接所述的DC/DC模块的FB引脚，运算放大器U3的同相输入端分别连接电阻R10的一端和电阻R11的一端，电阻R10的另一端连接电压源Vref的正极，电压源Vref的负极接地，电阻R11的另一端接地。
所述的反馈环路的输入输出关系如下：
DC/DC模块的输出电压Vout经电阻R1、R2分压，运算放大器一U1输出电压：
VU1＝Vout×R2/(R1+R2) (1)
控制端电压VDAC与VU1经过减法电路求差后，运算放大器二U2输出电压：
VU2＝VDAC-VU1＝VDAC-Vout×R2/(R1+R2) (2)
取电阻R4＝R5＝R6＝R7；
电压源输出电压Vref与VU2经过减法电路求差后，运算放大器三U3输出电压：
VFB＝Vref-VU2＝Vref-(VDAC-Vout×R2/(R1+R2)) (3)
取电阻R8＝R9＝R10＝R11；
推导出VDAC和Vout关系为：
Vout＝(VDAC+VFB-Vref)×(R1+R2)/R2 (4)
式中：
VDAC为控制电压，用于调整输出电压；VFB：DC/DC模块反馈引脚的电压，固定值；Vref：参考电压，电压源提供，固定值；
由式(4)看出，Vout与VDAC成正比例关系，且只有在VDAC+VFB＝Vref时，Vout输出电压为0，当增加或减小VDAC电压时，VOUT成比例增加或减小；
当VDAC增大时，运算放大器二U2输出电压VU2增大，进而运算放大器三U3输出电压VU3减小，即VFB减小，DC/DC模块的输出电压VOUT增大，运算放大器一U1输出VU1增大，运算放大器二U2输出电压VU2减小，电路经反馈回路自动调整，直至运算放大器三U3输出电压VU3等于VFB，当VDAC减小时，自动调整过程相反。

Claims (3)

1.一种基于DC/DC模块0V起调直流电源的设计方法，其特征在于：包括有DC/DC模块、反馈环路和调压端口，所述的DC/DC模块通过FB引脚的反馈电压进行脉冲调制、开启/关闭开关管，调整输出电压，所述的调压端口输入电压和DC/DC模块输出电压一同经反馈环路反馈到DC/DC模块的FB引脚，DC/DC模块通过自身的负反馈调整输出电压，直至FB引脚电压达到设定值。
2.根据权利要求1所述的一种基于DC/DC模块0V起调直流电源的设计方法，其特征在于：所述的反馈环路包括有运算放大器一U1、运算放大器二U2和运算放大器三U3，DC/DC模块的输出电压端连接有电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接电阻R2的一端和运算放大器一U1的同相输入端，电阻R2的另一端接地，运算放大器一U1的反向输入端连接运算放大器一U1的输出端，运算放大器一U1的输出端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端分别连接电阻R5的一端和运算放大器二U2的反相输入端，电阻R5的另一端连接运算放大器二U2的输出端，运算放大器二U2的同相输入端分别连接电阻R6的一端和电阻R7的一端，电阻R6的另一端连接所述的调压端口，电阻R7的另一端接地，运算放大器二U2的输出端连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端分别连接电阻R9的一端和运算放大器三U3的反相输入端，电阻R9的另一端连接运算放大器三U3的输出端，运算放大器三U3的输出端连接所述的DC/DC模块的FB引脚，运算放大器U3的同相输入端分别连接电阻R10的一端和电阻R11的一端，电阻R10的另一端连接电压源Vref的正极，电压源Vref的负极接地，电阻R11的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的一种基于DC/DC模块0V起调直流电源的设计方法，其特征在于：所述的反馈环路的输入输出关系如下：
DC/DC模块的输出电压Vout经电阻R1、R2分压，运算放大器一U1输出电压：
VU1＝Vout×R2/(R1+R2) (1)
控制端电压VDAC与VU1经过减法电路求差后，运算放大器二U2输出电压：
VU2＝VDAC-VU1＝VDAC-Vout×R2/(R1+R2) (2)
取电阻R4＝R5＝R6＝R7；
电压源输出电压Vref与VU2经过减法电路求差后，运算放大器三U3输出电压：
VFB＝Vref-VU2＝Vref-(VDAC-Vout×R2/(R1+R2)) (3)
取电阻R8＝R9＝R10＝R11；
推导出VDAC和Vout关系为：
Vout＝(VDAC+VFB-Vref)×(R1+R2)/R2 (4)
式中：
VDAC为控制电压，用于调整输出电压；VFB：DC/DC模块反馈引脚的电压，固定值；Vref：参考电压，电压源提供，固定值；
由式(4)看出，Vout与VDAC成正比例关系，且只有在VDAC+VFB＝Vref时，Vout输出电压为0，当增加或减小VDAC电压时，VOUT成比例增加或减小；
当VDAC增大时，运算放大器二U2输出电压VU2增大，进而运算放大器三U3输出电压VU3减小，即VFB减小，DC/DC模块的输出电压VOUT增大，运算放大器一U1输出VU1增大，运算放大器二U2输出电压VU2减小，电路经反馈回路自动调整，直至运算放大器三U3输出电压VU3等于VFB，当VDAC减小时，自动调整过程相反。
CN201811285422.2A 2018-10-31 2018-10-31 一种基于dc/dc模块0v起调直流电源的设计方法 Active CN109361313B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811285422.2A CN109361313B (zh) 2018-10-31 2018-10-31 一种基于dc/dc模块0v起调直流电源的设计方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811285422.2A CN109361313B (zh) 2018-10-31 2018-10-31 一种基于dc/dc模块0v起调直流电源的设计方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109361313A true CN109361313A (zh) 2019-02-19
CN109361313B CN109361313B (zh) 2021-01-12

Family

ID=65347534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811285422.2A Active CN109361313B (zh) 2018-10-31 2018-10-31 一种基于dc/dc模块0v起调直流电源的设计方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109361313B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112421963A (zh) * 2020-11-10 2021-02-26 武汉泓承科技有限公司 一种输出高压宽范围可调的零伏起调隔离型dcdc电源

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040240238A1 (en) * 2003-05-12 2004-12-02 International Rectifier Corporation Active voltage positioning implementation for microprocessor power supplies or the like
CN101694962A (zh) * 2009-10-16 2010-04-14 电子科技大学 一种用于开关稳压电源控制器的环路补偿电路
CN203882224U (zh) * 2014-05-16 2014-10-15 中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所 一种程控恒流源电路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040240238A1 (en) * 2003-05-12 2004-12-02 International Rectifier Corporation Active voltage positioning implementation for microprocessor power supplies or the like
CN101694962A (zh) * 2009-10-16 2010-04-14 电子科技大学 一种用于开关稳压电源控制器的环路补偿电路
CN203882224U (zh) * 2014-05-16 2014-10-15 中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所 一种程控恒流源电路

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张丽: "精密数控直流电源的设计", 《探索与观察》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112421963A (zh) * 2020-11-10 2021-02-26 武汉泓承科技有限公司 一种输出高压宽范围可调的零伏起调隔离型dcdc电源
CN112421963B (zh) * 2020-11-10 2023-07-14 武汉泓承科技有限公司 一种输出高压宽范围可调的零伏起调隔离型dcdc电源

Also Published As

Publication number Publication date
CN109361313B (zh) 2021-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106026653B (zh) 具有斜坡补偿的升降压变换器及其控制器和控制方法
CN204068695U (zh) 功率转换系统
US8269471B2 (en) Method for DC/DC conversion and DC/DC converter arrangement including four switching phases
US9667161B2 (en) Power converter and method for controlling power converter that adjust duty cycle of switching circuit based on input voltage
TW201034363A (en) Buck-boost power converter and its control method
TWI416851B (zh) 電壓調節模組及電源供應裝置
CA2324423A1 (en) Efficient controlled current sink for led backlight panel
KR20060046389A (ko) 완전한 디지털 역률 보정을 위한 수정된 정현파 펄스폭모듈레이션
CN108306489A (zh) 升降压开关变换器的驱动电路、控制电路及驱动方法
CN111464027B (zh) 融合开关电源和线性电源的可编程数字电源系统及方法
CN205300667U (zh) 一种用于电磁流量计的励磁电路
CN110971134A (zh) 一种非隔离开关电源的整流二极管压降补偿系统
CN109361313A (zh) 一种基于dc/dc模块0v起调直流电源的设计方法
CN102136799B (zh) 一种带有自校准输出的电流模式变换器
CN102761259B (zh) 定频式导通时间控制系统、方法以及电压调节器
CN109831843A (zh) 具有多重调光模式的发光元件驱动装置及其转换控制电路
CN103516218B (zh) 电源供应装置
CN208971397U (zh) 一种输出纹波抑制电路拓扑结构的开关电源
CN104682687B (zh) 基于软启动的电压调节电路及其软启动方法
CN110247563A (zh) 交流-直流转换电路和方法以及充电器
US20220302732A1 (en) Charging circuit and charging device
CN104853486A (zh) 一种基于pwm的调光电路
CN208369264U (zh) 一种充电电路及电子设备
JP2013162539A (ja) Ｌｅｄ駆動回路およびこれを用いた電子機器
CN107276413B (zh) 可调抖动幅度的电源转换器的控制器及其相关的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant