CN112311209A - 输出可调电压的稳压电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了输出可调电压的稳压电源装置，该装置通过调节或等效调节反馈支路FB的R c阻值来实现输出电压的调节。若R c为传感器电阻，如热敏电阻、压敏电阻、气敏电阻、光敏电阻等，该装置可以由温度、压力、气体、光照等量的变化自动调节输出电压；若R c为非传感器电阻，则可以根据工程应用中各物理量的变化，转换为一个在一定范围内随之变化的电压信号V r，该装置通过对电压信号V r的控制改变或等效改变R c阻值，从而实现自动调节输出电压V out。本发明实现了输出可调电压的同时，又保证了闭环稳压、最大功率恒定，具有广泛的工程应用价值，提升优化了装置的产品性能。

Description

输出可调电压的稳压电源装置
技术领域
本发明涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种输出可调的稳压电源装置。
背景技术
在开关电源技术应用中，不同的条件下负载可能需要不同的电压，如直流散热风机的应用，可根据环境温度的变化调节前级供电电源的输出电压，从而达到风机调速的目的；如消防报警器的应用，可根据检测有害气体浓度的变化调节蜂鸣器前级供电电源的输出电压，在一定范围内，有害气体浓度越高，加载到蜂鸣器的电压越高，报警声音越大。总之，输出可调电压的稳压电源装置，可充分利用负载的工作特性自动调节输出电压，从而实现整个系统的智能控制。现有技术稳压电源装置要实现上述功能，输出稳定的可调电压，存在成本高、功耗高、体积大等缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种输出可调的稳压电源装置，在实现了输出可调电压的同时，又保证闭环稳压、最大功率恒定，优化提升产品至系统的降噪、节能、成本、可靠性、安全性、智能性指标。
本发明输出可调电压的稳压电源装置包括：输入电压V in，输入地GND，电能变换（DC/DC、AC/DC）主电路，输出电压V out，输出地COM，反馈支路FB，反馈支路电阻R 1、R c（R c= R 2+ R 3），电压信号V r，控制及驱动电路，基准电压V ref，驱动电压信号。该装置通过调节或等效调节反馈支路FB的R c阻值来实现输出电压的调节。R c由传感器电阻串联、并联、串并联其他非传感器电阻组成，或者，R c为非传感器电阻包含数字电位器、可调电阻、定值电阻，所述R c阻值呈线性变化。
采用上述技术方案的输出可调电压的稳压电源装置，其输入电压V in与输入地GND之间的电压为直流或交流电压；主电路为DC/DC或AC/DC拓扑；输出电压V out与输出地COM之间的电压为直流电压。控制及驱动电路提供反馈支路FB的基准电压V ref，并通过对反馈支路FB各节点电压的控制，输出驱动电压信号。基准电压V ref，为R c两端电压，由控制及驱动电路提供，当电源正常工作时V ref保持恒定；驱动电压信号，由控制及驱动电路提供，控制主电路功率器件的导通和关断。反馈支路FB中反馈支路电阻R 1、R c（R c= R 2+ R 3），其中R c为传感器电阻，如热敏电阻、压敏电阻、气敏电阻、光敏电阻等，R c阻值随温度、压力、气体、光照等量的变化而变化，从而实现输出电压跟随温度、压力、气体、光照等量的变化而自动调节。
作为针对上述技术方案的一种改进，当R c为传感器电阻时，为了使R c阻值呈线性变化，R c可以是由传感器电阻串联、并联、串并联其他非传感器电阻组成，从而可以使输出电压自动调节时呈最大范围内的线性化。
作为针对上述技术方案的另一种改进，当R c是数字电位器时，电压信号V r是其控制信号，R c驱动信号改变，R c阻值改变，输出电压V out改变；当R c是定值电阻时，经过转换得到的正电压或负电压信号，把V r注入到R 2与 R 3之间，可以起到等效改变R c阻值的作用；因此，电压信号V r一个或一组在工程应用范围内，即跟随温度、负载电流物理量变化而变化的转换电压量，从而实现输出电压V out跟随这些物理量的变化而自动调节。
本发明上述功能具有低成本、低功耗、体积小等优势，具有广泛的工程应用价值。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明所述输出可调电压的稳压电源装置第一实施例的电路框图。
图2是本发明所述输出可调电压的稳压电源装置第二实施例的电路框图。
图3是本发明所述输出可调电压的稳压电源装置第三实施例的电路框图。
图4是本发明所述输出可调电压的稳压电源装置第四实施例的电路框图。
具体实施方式
本发明电路框图包括输入电压V in，输入地GND，电能变换（DC/DC、AC/DC）主电路，输出电压V out，输出地COM，反馈支路FB，反馈支路电阻R c，电压信号V r，控制及驱动电路，基准电压V ref，驱动电压信号。其中图3不含电压信号V r，图3增加RC滤波。
图1示出了反馈支路电阻R c为定值电阻（R c= R 2+ R 3），电压信号V r为一直流正电压或负电压，注入到R 2与 R 3之间，可以起到等效改变R c阻值的作用。以温度控制散热风机转速为例，当电源上电后，输出电压输出电压V out供给散热风机启动，随着环境温度升高或降低，通过控制电压信号V r的大小，等效改变R c阻值使R c减小或增大，输出电压V out升高或降低，风机转速随之升高或降低，而对于每个输出电压V out，始终处于闭环稳压状态，且不会改变装置最大输出功率。
图2示出了反馈支路电阻R c为数字电位器，电压信号V r驱动R c拨码开关。同样以温度控制散热风机转速为例，当电源上电后，输出电压输出电压V out供给散热风机启动，随着环境温度升高或降低，通过控制电压信号V r的电平和频率，驱动R c的拨码开关拨码到对应位置，使R c减小或增大，输出电压V out升高或降低，风机转速随之升高或降低，而对于每个输出电压V out，始终处于闭环稳压状态，且不会改变装置最大输出功率。
图3示出了反馈支路电阻R c为传感器电阻，如热敏电阻、压敏电阻、气敏电阻、光敏电阻等。为了使R c阻值呈线性变化，R c可以是由传感器电阻串联、并联、串并联其他非传感器电阻组成。以温度控制散热风机转速为例，当电源上电后，输出电压V out供给散热风机启动，随着环境温度升高或降低，对应R c减小或增大，输出电压V out升高或降低，风机转速随之升高或降低，而对于每个输出电压V out，始终处于闭环稳压状态，且不会改变装置最大输出功率。
图4示出了电压信号V r的一种控制方式，同样以温度控制散热风机转速为例，当电源上电后，输出电压输出电压V out供给散热风机启动，随着环境温度变化，通过控制PWM占空比、频率和幅值，经过RC滤波成一直流的控制电压信号V r，控制V r的大小等效改变R c阻值，环境温度升高或降低对应R c减小或增大，输出电压V out升高或降低，风机转速随之升高或降低，而对于每个输出电压V out，始终处于闭环稳压状态，且不会改变装置最大输出功率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，上述的具体实施方式仅仅是示意性而非限制性的，因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (7)

1.一种输出可调电压的稳压电源装置，该装置电路框图结构依次包括输入电压V in，输入地GND，电能变换主电路，输出电压V out，输出地COM，反馈支路FB，反馈支路电阻R 1、R c，电压信号V r，控制及驱动电路，基准电压V ref，驱动电压信号；其特征在于：所述装置通过调节或等效调节所述反馈支路FB的R c阻值来实现输出电压V out的调节，R c= R 2+ R 3，其中R c由传感器电阻串联、并联、串并联其他非传感器电阻组成，或者，R c为非传感器电阻包含数字电位器、可调电阻、定值电阻，所述R c阻值呈线性变化。
2.按照权利要求1所述的稳压电源装置，其特征在于：所述输入电压V in与输入地GND之间的电压为直流或交流电压，所述主电路为DC/DC或AC/DC拓扑，所述输出电压V out与输出地COM之间的电压为直流电压。
3.按照权利要求1所述的稳压电源装置，其特征在于：所述反馈支路FB的反馈支路电阻R 1、R c中，R c作为所述传感器电阻，包含热敏电阻、压敏电阻、气敏电阻、光敏电阻，R c阻值随温度、压力、气体、光照等量的变化而变化。
4. 按照权利要求1所述的稳压电源装置，其特征在于：所述电压信号V r一个或一组在工程应用范围内，即跟随温度、负载电流物理量变化而变化的转换电压量；当R c是数字电位器时，电压信号V r是其控制信号，从而调节R c的阻值；当R c是定值电阻时，V r是注入到R 2与 R 3之间的正电压或负电压信号，从而等效改变R c阻值。
5.按照权利要求1所述的稳压电源装置，其特征在于：所述控制及驱动电路提供反馈支路FB的基准电压V ref，并通过对反馈支路FB各节点电压的控制，输出驱动电压信号。
6.按照权利要求1所述的稳压电源装置，其特征在于：所述基准电压V ref，为R c两端电压，由控制及驱动电路提供，当电源正常工作时V ref保持恒定。
7.按照权利要求1所述的稳压电源装置，其特征在于：所述驱动电压信号，由控制及驱动电路提供，控制主电路功率器件的导通和关断。
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