CN1530788A

CN1530788A - 一种调节稳压电路输出电压的装置

Info

Publication number: CN1530788A
Application number: CNA031191487A
Authority: CN
Inventors: 李; 李璠; 李劲敏; 安岩
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-09-22

Abstract

本发明提供了一种调节稳压电路输出电压的装置，该装置连接于稳压电路输出端的分压点，至少包括：IIC总线信号接口模块，与IIC总线相连，接收来自IIC总线上的串行信号数据，IIC串入并出信号转换模块，与IIC总线信号接口模块相连，将串行信号中的控制数据转换为并行数据，电压控制电路模块，电压控制电路模块的控制端与一并行数据信号相连，以根据并行数据信号控制是否进行调压，电压控制电路模块的调压端与所述稳压电路的分压点相连以调节稳压电路输出电压。应用本发明，只需调节IIC中线上的控制信号，即可方便地调节稳压电路的输出电压，且调节精确度高，应用方便。

Description

一种调节稳压电路输出电压的装置

技术领域

本发明涉及电压调节技术领域，特别是指一种调节稳压电路输出电压的装置。

背景技术

在计算机的主板上，有很多种不同电平的电压供给各部分的电路，由于一般对于芯片内部供电要求较高，故都会利用稳压电路来保证供电系统的稳定性，因此，这些不同电平的电压在各个稳压电路的保护下基本上都是平稳的，只是随着电源噪声而发生很小的变化。但是，当在某种情况下需要对稳压电路上的输出电压进行一定范围的调节，例如对某一稳压电路下的部件进行电压拉偏可靠性测试时，是非常不方便的。现在的做法通常有以下两种：

1)通过调节计算机总供电电源的电压，如拉偏总电源，以改变各部分的输入电压。

2)手工改变各稳压电路的电阻尤其是各分压电阻阻值的大小，从而改变稳压电路的输出电压。

上述方法的缺陷在于：对于第一种方法，只对一些基于总供电电源直接转换的分供电电压有调整作用，而且调整精度不高，而对于利用了类似稳压管元器件进行电压输出的电路部分，并不能产生调整效果，因此，应用这种方法有很大的局限性。对于第二种方法，如果想对电压做几次甚至是几十次的变化测试，则在整个电路中需要多次改变每个分压电阻的阻值，操作很繁琐且易出错，因而这种方法的实用性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种调节稳压电路输出电压的装置，使稳压电路的输出电压可以很方便地实时做出相应变化，且变化精度较高。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种调节稳压电路输出电压的装置，该装置连接于稳压电路输出端的分压点，至少包括：

集成电路间总线(IIC总线)信号接口模块，与IIC总线相连，接收来自IIC总线上的串行信号数据，

IIC串入并出信号转换模块，与IIC总线信号接口模块相连，将串行信号中的控制数据转换为并行数据，

电压控制电路模块，电压控制电路模块的控制端与一并行数据信号相连，以根据并行数据信号控制是否进行调压，电压控制电路模块的调压端与所述稳压电路的分压点相连以调节稳压电路输出电压。

较佳地，所述电压控制电路模块包括调压电路，该调压电路由场效应管和寄生二极管的集成电路组成，其中，功率场效应管的栅极为调压电路的控制端，且与IIC串入并出信号转换模块输出的并行信号相连，其漏极接地，调压电路的调压端通过调压电阻与场效应管的源极相连，同时该调压端还与稳压电路的分压点相连。

较佳地，所述电压控制电路模块包括调压电路和增强信号驱动能力的电平转换电路，其中，IIC串入并出信号转换模块输出的并行信号与电平转换电路的控制端相连，该电平转换电路输出端与调压电路的控制端相连，调压电路的调压端与稳压电路的分压点相连。

较佳地，所述电平转换电路是由两个三极管电路组成，第一三极管的基极与IIC串入并出信号转换模块的输出端相连，其集电极通过第一电阻与高电平相连，发射极接地；第二三极管的基极通过第三电阻与第一三极管的集电极相连，其集电极通过第二电阻与高电平相连，发射极接地，第二三极管的集电极连接至调压电路的控制端。

较佳地，所述调压电阻为固定阻值的电阻，或阻值可调的可变电阻。

较佳地，所述稳压电路的同一分压点同时与一个或一个以上调压电路相连，且各个调压电路中调压电阻的阻值各不相同。

较佳地，所述IIC串入并出信号转换模块为PCA9560集成电路。

应用本发明，只需设置集成电路间总线(IIC：Inter-Integrate Circuit Bus)总线上的串行控制信号的状态，即可实现对稳压电路的输出电压进行控制，因而具有良好的可操作性。并且根据实际情况的需要，IIC总线可同时控制一个或一个以上IIC串入并出转换装置同时工作，对电路中的一个或一个以上稳压电路的输出电压同时进行控制。电平转换电路的应用，使得驱动电压的强度得到了提高，从而防止了因驱动电压较弱而产生的不确定因素。由于本发明中的各部分控制信号均为数字信号，且调压电阻的阻值与稳压电路分压点的电压V_ref都为可控参数，因此，本发明还具有良好的可靠性及准确性。

附图说明

图1为IIC总线的数据传输格式；

图2为应用本发明的调节稳压电路输出电压的原理结构图；

图3为应用本发明的电平转换电路的原理图；

图4为应用本发明的与稳压电路相连的调压电路的原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明做进一步详细说明。

本发明是基于IIC总线控制的一种改变稳压电路输出电压的装置。IIC总线是一种用于IC器件之间连接的二线制总线。它通过串行数据线(SDA)及串行时钟线(SCL)两根线，传送连接到总线上的器件之间的信息，该器件可以是单片机、存储器、LCD驱动器或键盘接口等。IIC是一种多向控制总线，也就是说多个芯片可以连接到同一总线结构下，同时每个芯片都可以作为实施数据传输的控制源，即只要符合IIC协议的装置都可以通过IIC总线来进行数据操作，这种方式简化了信号传输总线。

IIC总线上有很多个从器件，且各个从器件的地址都不同，IIC正是通过各个从器件的不同地址来区分各个从器件。IIC总线的数据传送格式如图1所示，IIC总线的传输控制器发出开始传输信号后，第一字节为IIC总线所选择的待控从器件的地址；第二字节用于控制前一字节所选从器件中的可擦除只读存储器(EEPROM)；第三字节为IIC总线对所选从器件发出的控制信号，具体的控制位为图1中的D0～D5。在IIC总线上，传送的每一个字节必须为8位，而且每个字节后跟一个认可位即第9位，该位也称为应答位(ACK)。在IIC总线上每次传送数据的字节数不限，但必须基于上述传输顺序的格式。在IIC总线发出数据传输的开始信号后，系统中的各个从器件都将自己的地址和IIC总线上的地址进行比较，如果与IIC总线上的地址一致，则该器件即为被寻址的器件。

本发明的控制思路是：通过控制IIC总线的串行数据中控制信号的状态，即可实现对稳压电路输出电压的控制。

图2所示为应用本发明的调节稳压电路输出电压的原理结构图。该装置包括IIC总线信号接口模块，IIC串入并出信号转换模块和电压控制电路模块，其中，电压控制电路模块可为调压电路或电平转换电路和调压电路的组合，该装置的输出端与稳压电路的分压点相连。由于IIC总线的时钟信号线和数据信号线上所传送的数据均为串行数据，而该串行数据不能对电压信号进行控制，因此该串行数据必须被转换为并行数据，所以IIC总线信号接口的两根信号线先接入IIC串入并出信号转换模块的总线端，由IIC串入并出信号转换模块将IIC总线上的串行输入信号转换为并行的输出信号；经过IIC串入并出信号转换模块输出的信号，其驱动能力较弱且不稳定，因此IIC串入并出信号转换模块输出的每条并行输出信号分别连至一个电平转换电路的输入端，该电平转换电路能够增强信号驱动能力使之稳定；各电平转换电路的输出信号连至调压电路的控制端；各调压电路的调压端接在待控稳压电路的分压点上。这样，只需设置IIC总线上的控制信号即D0-D5的状态，即可改变稳压电路的输出电流，从而达到改变稳压电路的输出电压的目的。应用本发明，还可根据待改变输出电压的稳压电路的数目，选取相应个数的IIC串入并出信号转换模块，从而使多个稳压电路的输出电压同时得到相同或不同的改变。

在本实施例中，IIC总线所选择的从器件是IIC串入并出的信号转换装置，该装置为Philips PCA9560集成电路，IIC总线传送的串行控制信号D0-D5通过PCA9560的对应的串入并出端口(MUX_OUT_A～MUX_OUT_E)输出，从而得到并行信号。

图3所示为应用本发明的电平转换电路的原理图。在本实施例中，电平转换电路为三极管电路。IIC串入并出信号转换模块的并行输出信号接入三极管Q1的基极(Gate端)，Q1的发射极(Source端)接地，而其集电极(Drain端)通过电阻R₁上拉到12V，Q1的集电极通过电阻R₃与三极管Q2的基极相连，Q2的发射极接地，而其集电极也通过电阻R₂上拉到12V，并设置Q2的集电极为电平转换电路的输出端。当并行输出信号为低电平时，即电平转换电路的Q1的基极为低电平，此时Q1的发射极与集电极不导通，则Q1的集电极被上拉至12V输出，由于Q1的集电极与Q2的基极相连，故Q2的基极为高电平，此时Q2的发射极与集电极导通，则Q2的集电极被发射极拉为低电平，此时，电平转换电路的输出为低电平；当并行输出信号为高电平时，即电平转换电路Q1的基极为高电平，Q1的发射极与集电极导通，则Q1的集电极被拉低至地输出，由于Q1的集电极与Q2的基极相连，故Q2基极为低电平，此时Q2的发射极与集电极不导通，则Q2的集电极被上拉至12V输出。这样，电平转换电路不但完成了将并行输出的电平信号转换为12V输出的处理，增强了并行输出信号的驱动能力，而且同时保持电平转换电路输出的状态与并行输出信号的状态一致。各电平转换电路的输出端接在各调压电路的控制端。

图4所示为应用本发明的与稳压电路相连的调压电路的原理图。在本实施例中，调压电路由Mosfet功率场效应管和寄生二级管的集成电路与调压电阻R_g组成。调压电路的控制端即MOSfet的栅极(Gate端)与电平转换电路的输出端相连，调压电路的调压端通过调压电阻R_g与MOSfet的源极(Source端)相连，调压端接在稳压电路的分压点上，MOSfet的漏极(Drain端)接地。由于稳压电路分压点的特点为该点电压稳定在一个电压值V_ref上，因此，在未接入调压电路以前，稳压电路的输出电压V_o为：V_o＝V_ref+I×R₂，其中，R2为稳压电路根据实际需要所选取的电阻。由于稳压器件的电流消耗可忽略不计，因此稳压电路的输出电流I由电阻R1决定，即I＝V_ref/R₁。

调压电路接入稳压电路的分压点后，当调压电路的控制端输入信号为低电平，即MOSfet的栅极为低电平时，源极与漏极不导通，此时调压电阻R_g一端的电压值为V_ref，另一端等同悬空，故调压电路不会改变现有稳压电路的输出电流I的大小，因而不影响稳压电路的输出电压；当调压电路的控制端信输入信号为高电平，即MOSfet的栅极为高电平时，MOSfet的源极与漏极导通，此时调压电阻R_g的一端为V_ref，另一端接地，由于V_ref为一稳压值，故调压电阻R_g上将有电流经过，而此时稳压电路的输出电流I＝V_ref/R_g+V_ref/R₁，因此流入稳压电路电阻R₂中的电流I已经增加，所增加的I值即为调压电阻上产生的电流值，如果调压电阻越小，则产生的调压电流就将越大，而由于稳压电路的输出电压V_o＝V_ref+I×R2，因此，随着稳压电路输出电流I的变化，稳压电路的输出电压V_o会产生相应的变化，从而达到了改变稳压电路输出电压的目的。

应用调压电路，可使稳压电路的输出电压发生变化，但其只限于将稳压电路的输出电压从一个值调为另一个值，如果要使同一稳压电路的输出电压能够被多次改变为不同的输出值，可采取以下两种方法：

1)在稳压电路的同一分压点上同时接入多个调压电路，每个调压电路中调压电阻的阻值设置为不同。这样，通过控制不同的调压电路有效，即可使稳压电路的输出电压精确地改变为不同值。如果在一个稳压电路的分压点上接入的调压电路越多，则该稳压电路输出电压的范围也就越大，其精度也越高。

2)在稳压电路的分压点上只接入一个调压电路，但将调压电路中的固定阻值的调压电阻换为阻值可调的可变电阻，通过调节可变电阻的阻值，同样可使稳压电路的输出电压改变为不同的值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1、一种调节稳压电路输出电压的装置，其特征在于，该装置连接于稳压电路输出端的分压点，至少包括：

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压控制电路模块包括调压电路，该调压电路由场效应管和寄生二极管的集成电路组成，其中，功率场效应管的栅极为调压电路的控制端，且与IIC串入并出信号转换模块输出的并行信号相连，其漏极接地，调压电路的调压端通过调压电阻与场效应管的源极相连，同时该调压端还与稳压电路的分压点相连。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压控制电路模块包括调压电路和增强信号驱动能力的电平转换电路，其中，IIC串入并出信号转换模块输出的并行信号与电平转换电路的控制端相连，该电平转换电路输出端与调压电路的控制端相连，调压电路的调压端与稳压电路的分压点相连。

4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电平转换电路是由两个三极管电路组成，第一三极管的基极与IIC串入并出信号转换模块的输出端相连，其集电极通过第一电阻与高电平相连，发射极接地；第二三极管的基极通过第三电阻与第一三极管的集电极相连，其集电极通过第二电阻与高电平相连，发射极接地，第二三极管的集电极连接至调压电路的控制端。

5、根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述调压电阻为固定阻值的电阻，或阻值可调的可变电阻。

6、根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述稳压电路的同一分压点同时与一个或一个以上调压电路相连，且各个调压电路中调压电阻的阻值各不相同。

7、根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述IIC串入并出信号转换模块为PCA9560集成电路。