CN116131600A - 一种输出电压可调的dcdc装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种输出电压可调的DCDC装置，包括DCDC芯片、输出模块以及调控模块，所述调控模块包括MCU芯片、调控电路以及反馈电路，所述输出模块与所述DCDC芯片的电压输出引脚连接；所述输出模块通过所述反馈电路与所述DCDC芯片的反馈引脚连接，所述MCU芯片通过所述调控电路与所述DCDC芯片的反馈引脚连接。本发明能够根据目标输出电压，通过调控电路接收外部MCU芯片的动态调节实时的输出电压，满足了系统的动态输出的要求，且可靠性更高。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池领域，尤其是涉及一种输出电压可调的DCDC装置。
背景技术
由于各种电子器件的工作电压范围不同，对于供电电池来说，有时需要转换为相应的电压来使用。DC/DC转换器是一种将DC(直流)转换为DC(直流)的元件，具体是指利用DC(直流)转换电压的元件，能够为负载提供不同于供电电池提供的电压的输出电压。
目前，通用的DCDC转换器一般包括固定输出电压的芯片和可调节电压的芯片；固定输出电压的芯片即无法调节输出电压，适用范围有限；而现有的可调节电压的方式通常是利用可调电阻，当系统需要相应的电压时，通过手动调节可调电阻，来改变输出端的电压；这种调节方式无法实现动态实时的调节，依然无法满足使用。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种输出电压可调的DCDC装置。
本发明的主要内容包括：
一种输出电压可调的DCDC装置，包括DCDC芯片、输出模块以及调控模块，所述调控模块包括MCU芯片、调控电路以及反馈电路，所述输出模块与所述DCDC芯片的电压输出引脚连接；所述输出模块通过所述反馈电路与所述DCDC芯片的反馈引脚连接，所述MCU芯片通过所述调控电路与所述DCDC芯片的反馈引脚连接。
优选的，所述反馈电路包括串联的第一电阻和第二电阻，所述第二电阻的一端与所述输出模块连接，所述第一电阻的一端接地；所述第一电阻和第二电阻的另一端与所述DCDC芯片的反馈引脚连接。
优选的，所述调控电路包括调控电阻，所述调控电阻的两端连接在所述DCDC芯片的反馈引脚以及所述MCU芯片的DAC引脚之间。
优选的，所述调控模块还包括电压采集电路，所述电压采集电路包括串联的第一采集电阻和第二采集电阻，所述第一采集电阻的一端与所述输出模块连接，所述第二采集电阻的一端接地，所述MCU芯片的ADC引脚与所述第一采集电阻和所述第二采集电阻的另一端连接。
优选的，所述调控模块还包括电压跟随器，所述MCU芯片的DAC引脚与所述电压跟随器的正向输入端连接，所述电压跟随器的负向输入端以及输出端通过所述调控电阻与所述DCDC芯片的反馈引脚连接。
优选的，所述调控电阻包括串联的第三电阻和第四电阻；所述调控模块还包括第一滤波电容，所述第一滤波电容的一端连接在所述第三电阻和第四电阻之间，其另一端接地。
优选的，所述DCDC装置输出电压的调节步骤包括：
获取目标输出电压VOUT1以及输入电压VIN，计算得到理想反馈电压VFB；
根据理想反馈电压VFB以及实时的输出电压VOUT，利用VOUT＝-a×VA+b×VFB，计算得到调控电压VA，其中，a，b为大于0的常数；
所述MCU芯片通过DAC引脚向所述调控模块输出相应的调控电压VA。
优选的，所述MCU芯片根据所述输出模块输出的输出电压以PWM方式修正所述调控电压VA。
优选的，
其中，R1为第一反馈电阻的阻值，R2为第二反馈电阻的阻值；R3为第三反馈电阻的阻值，R4为第四反馈电阻的阻值。
优选的，所述输出模块包括输出接口以及连接在所述DCDC芯片的电压输出引脚和输出接口之间的滤波电路，所述滤波电路包括电感以及并联的第一电容和第二电容，所述电感的一端与所述电压输出引脚连接，其另一端与所述第一电容和第二电容的一端连接，所述第一电容和第二电容的另一端接地。
本发明的有益效果在于：本发明提出了一种输出电压可调的DCDC装置，能够根据目标输出电压，通过调控电路接收外部MCU芯片的动态调节实时的输出电压，满足了系统的动态输出的要求，且可靠性更高；同时，所述MCU芯片还能够实时监测实际的输出电压，根据实际的输出电压对调控电压进行微调，进一步保证了实际输出电压的精度且能够防止过充等问题的发生。
附图说明
图1为本发明的功能框图；
图2为本发明的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明所保护的技术方案做具体说明。
如图1所示，本发明提出了一种输出电压可调的DCDC装置，包括DCDC芯片U1、输出模块以及调控模块，其中，所述输出模块与所述DCDC芯片U1的输出接口SW连接，其包括输出接口以及连接在所述DCDC芯片U1的电压输出引脚和输出接口之间的滤波电路；而所述调控模块包括MCU芯片、调控电路以及反馈电路；所述反馈电路用于获取实际的输出电压VOUT，所述调控电路与所述MCU芯片的DAC引脚，用于接收所述MCU芯片给出的调控电压VA，与所述反馈电路一起接入所述DCDC芯片U1的反馈引脚FB，能够根据目标输出电压，实时的调节实际的输出电压。
具体地，请参阅图2，所述输出模块包括输出接口以及连接在所述DCDC芯片U1的电压输出引脚SW和输出接口之间的滤波电路，所述滤波电路包括电感L以及并联的第一电容C4和第二电容C5，所述电感L的一端与所述电压输出引脚连接，其另一端与所述第一电容C4和第二电容C5的一端连接，所述第一电容C4和第二电容C5的另一端接地。
所述反馈电路包括串联的第一电阻R1和第二电阻R2，所述第二电阻R2的一端与所述输出模块连接，所述第一电阻R1的一端接地；所述第一电阻R1和第二电阻R2的另一端与所述DCDC芯片的反馈引脚连接。
在其中一个实施例中，所述调控电路包括调控电阻，所述调控电阻的两端连接在所述DCDC芯片U1的反馈引脚FB以及所述MCU芯片的DAC引脚之间。
在其他实施例中，如图2所示，所述调控电阻包括串联的第三电阻R3和第四电阻R4；所述调控模块还包括第一滤波电容C3，所述第一滤波电容C3的一端连接在所述第三电阻R3和第四电阻R4之间，其另一端接地。
所述电压采集电路用于获取实际的输出电压VOUT，将其通过所述MCU芯片的ADC引脚传输给所述MCU芯片，所述MCU芯片能够根据实际的输出电压VOUT，进一步对其DAC引脚输出的调控电压VA进行修正，以提高调控的精度。
在本实施例中，所述电压采集电路包括串联的第一采集电阻R10和第二采集电阻R11，所述第一采集电阻R10的一端与所述输出模块连接，所述第二采集电阻R11的一端接地，所述MCU芯片的ADC引脚与所述第一采集电阻R10和所述第二采集电阻R11的另一端连接。
为了提高MCU芯片的带载能力，同时起到缓冲和隔离的作用，所述调控模块还包括电压跟随器，所述MCU芯片的DAC引脚与所述电压跟随器的正向输入端连接，所述电压跟随器的负向输入端以及输出端通过所述调控电阻与所述DCDC芯片的反馈引脚FB连接。
在配置本发明的DCDC装置时，首先需要根据选用的DCDC芯片的规格以及输入电压VIN、输出电压的目标输出范围，选用合适的第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3和第四电阻R4，选择各自的阻值的过程如下：
当芯片正常工作时，所述反馈引脚FB得到的电压为稳定值，该电压由两部分组成，一是实际的输出电压VOUT，另一个则是MCU芯片提供的调控电压VA；将两部分看做两个独立的电压源，利用叠加远离，可以得到：
将预先设定输出电压的目标输出范围、输入电压以及第一电阻和第二电阻的阻值带入，即可计算出R3和R4的阻值和，从而能够根据需要选择相应的第三电阻和第四电阻。
在本实施中，所述DCDC装置输出电压的调节步骤包括：
获取目标输出电压VOUT1以及输入电压VIN，计算得到理想反馈电压VFB；
根据理想反馈电压VFB以及实时的输出电压VOUT，利用VOUT＝-a×VA+b×VFB，计算得到调控电压VA，所述MCU芯片通过DAC引脚向所述调控模块输出相应的调控电压VA。
此外，所述MCU芯片根据所述输出模块输出的输出电压以PWM方式修正所述调控电压VA。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种输出电压可调的DCDC装置，其特征在于，包括DCDC芯片、输出模块以及调控模块，所述调控模块包括MCU芯片、调控电路以及反馈电路，所述输出模块与所述DCDC芯片的电压输出引脚连接；所述输出模块通过所述反馈电路与所述DCDC芯片的反馈引脚连接，所述MCU芯片通过所述调控电路与所述DCDC芯片的反馈引脚连接。
2.根据权利要求1所述的一种输出电压可调的DCDC装置，其特征在于，所述反馈电路包括串联的第一电阻和第二电阻，所述第二电阻的一端与所述输出模块连接，所述第一电阻的一端接地；所述第一电阻和第二电阻的另一端与所述DCDC芯片的反馈引脚连接。
3.根据权利要求2所述的一种输出电压可调的DCDC装置，其特征在于，所述调控电路包括调控电阻，所述调控电阻的两端连接在所述DCDC芯片的反馈引脚以及所述MCU芯片的DAC引脚之间。
4.根据权利要求3所述的一种输出电压可调的DCDC装置，其特征在于，所述调控模块还包括电压采集电路，所述电压采集电路包括串联的第一采集电阻和第二采集电阻，所述第一采集电阻的一端与所述输出模块连接，所述第二采集电阻的一端接地，所述MCU芯片的ADC引脚与所述第一采集电阻和所述第二采集电阻的另一端连接。
5.根据权利要求4所述的一种输出电压可调的DCDC装置，其特征在于，所述调控模块还包括电压跟随器，所述MCU芯片的DAC引脚与所述电压跟随器的正向输入端连接，所述电压跟随器的负向输入端以及输出端通过所述调控电阻与所述DCDC芯片的反馈引脚连接。
6.根据权利要求2至5任一所述的一种输出电压可调的DCDC装置，其特征在于，所述调控电阻包括串联的第三电阻和第四电阻；所述调控模块还包括第一滤波电容，所述第一滤波电容的一端连接在所述第三电阻和第四电阻之间，其另一端接地。
7.根据权利要求6所述的一种输出电压可调的DCDC装置，其特征在于，所述DCDC装置输出电压的调节步骤包括：
获取目标输出电压VOUT1以及输入电压VIN，计算得到理想反馈电压VFB；
根据理想反馈电压VFB以及实时的输出电压VOUT，利用VOUT＝-a×VA+b×VFB，计算得到调控电压VA，其中，a，b为大于0的常数；
所述MCU芯片通过DAC引脚向所述调控模块输出相应的调控电压VA。
8.根据权利要求7所述的一种输出电压可调的DCDC装置，其特征在于，所述MCU芯片根据所述输出模块输出的输出电压以PWM方式修正所述调控电压VA。
9.根据权利要求7所述的一种输出电压可调的DCDC装置，其特征在于，
其中，R1为第一反馈电阻的阻值，R2为第二反馈电阻的阻值；R3为第三反馈电阻的阻值，R4为第四反馈电阻的阻值。
10.根据权利要求1所述的一种输出电压可调的DCDC装置，其特征在于，所述输出模块包括输出接口以及连接在所述DCDC芯片的电压输出引脚和输出接口之间的滤波电路，所述滤波电路包括电感以及并联的第一电容和第二电容，所述电感的一端与所述电压输出引脚连接，其另一端与所述第一电容和第二电容的一端连接，所述第一电容和第二电容的另一端接地。
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