CN205563346U - 电压输出电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电压输出电路。其中，该电路包括：数模转换电路，用于将数字信号转化为模拟电压信号，其中，数字信号用于指示调节电压输出电路的输出电压；差分式放大电路，与数模转换电路的输出端相连接，用于将模拟电压信号转换为推挽式驱动电路所需的电压；以及推挽式驱动电路，与差分式放大电路相连接，用于将差分式放大电路输出的电压输入至晶体管中进行放大来调节电压输出电路的输出电压。本实用新型解决了相关技术采用人工调整电位器改变电源电压造成的输出电压精度不高的技术问题。

Description

电压输出电路

技术领域

本实用新型涉及电路领域，具体而言，涉及一种电压输出电路。

背景技术

目前，现有的电源控制电路多采用人工调整电位器方式改变输出电压，但是，这种输出电压的调节方式存在以下几个方面的问题：1、需要人工调整电位器来改变输出电压，在没有操作人员操作情况下无法实现对输出电压的调节；2、通过调整电位器该表输出电压无法保证快速地转换输出不同的电压值，无法满足实时性要求；3、由于电压需要调整的范围比较大，采用的电位器的精度无法保证足够高，因此，造成所控制的输出电压达到不高精度的要求。

针对相关技术采用人工调整电位器改变电源电压造成的输出电压精度不高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种电压输出电路，以至少解决相关技术采用人工调整电位器改变电源电压造成的输出电压精度不高的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种电压输出电路，包括：数模转换电路，用于将数字信号转化为模拟电压信号，其中，数字信号用于指示调节电压输出电路的输出电压；差分式放大电路，与数模转换电路的输出端相连接，用于将模拟电压信号转换为推挽式驱动电路所需的电压；以及推挽式驱动电路，与差分式放大电路相连接，用于将差分式放大电路输出的电压输入至晶体管中进行放大来调节电压输出电路的输出电压。

进一步地，差分式放大电路包括：第一差分放大器和第二差分放大器，其中，数模转换电路的输出端分别与第一差分放大器和第二差分放大器相连接，第一差分放大器和第二差分放大器的输入电压分别为数模转换电路的输出端输出的模拟电压和电压输出电路的输出电压。

进一步地，推挽式驱动电路包括：第一驱动电路和第二驱动电路，其中，第一驱动电路的输入端与第一差分放大器的输出端相连接，第二驱动电路的输入端与第二差分放大器的输出端相连接，第一驱动电路的输出端和第二驱动电路的输出端与电压输出电路的电源串联连接。

进一步地，第一驱动电路包括：第一晶体管和第二晶体管，其中，第一晶体管的基极与第一差分放大器的输出端相连接，第一晶体管的发射极与第二晶体管的基极相连接，第二晶体管的集电极与电压输出电路的电源相连接。

进一步地，第二驱动电路包括：第三晶体管和第四晶体管，其中，第三晶体管的基极与第二差分放大器的输出端相连接，第三晶体管的发射极与第四晶体管的基极相连接，第四晶体管的集电极与第二晶体管的发射极相连接，其中，电压输出电路的输出电压为第四晶体管集电极端的电压。

进一步地，电压输出电路还包括：电压反馈电路，与差分式放大电路相连接，用于将电压输出电路的输出电压反馈至差分式放大电路作为差分式放大电路的输入电压。

进一步地，电压反馈电路包括：电位器，其中，电位器一端与电压输出电路的输出端相连接，另一端接地，其中，电压输出电路的输出电压经过电位器分压后的电压分别作为第一差分放大器和第二差分放大器的输入电压。

进一步地，电压输出电路还包括：滤波电路，一端与电压输出电路的输出端相连接，另一端与电位器相连接，用于对电压输出电路的输出端输出的电压进行滤波处理。

进一步地，数模转换电路包括：数模转换芯片，其中，数模转换芯片的电压输出端口与第一差分放大器和第二差分放大器的输入端相连接。

进一步地，数模转换电路还包括：复位电路，与数模转换芯片的复位端口相连接，用于调节数模转换芯片上电复位；芯片微调电路，包括第一电容和第二电容，其中，第一电容的第一端接数模转换芯片的第二管脚和第三管脚，第二电容的第一端接数模转换芯片的第四管脚，第一电容的第二端和第二电容的第二端接数模转换芯片的第七管脚。

在本实用新型实施例中，电压输出电路包括：数模转换电路，用于将数字信号转化为模拟电压信号，其中，数字信号用于指示调节电压输出电路的输出电压；差分式放大电路，与数模转换电路的输出端相连接，用于将模拟电压信号转换为推挽式驱动电路所需的电压；以及推挽式驱动电路，与差分式放大电路相连接，用于将差分式放大电路输出的电压输入至晶体管中进行放大来调节电压输出电路的输出电压，达到了利用高精度分辨率的模数转化器，配合差分式放大电路和推挽式驱动电路输出高精度电压值的目的，从而实现了提高输出电压精度的技术效果，进而解决了相关技术采用人工调整电位器改变电源电压造成的输出电压精度不高的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的电压输出电路的电路图；

图2是根据本实用新型实施例的数模转换电路的电路图；

图3是根据本实用新型实施例的差分式放大电路和推挽式驱动电路及电压反馈电路的电路连接示意图；

图4是根据本实用新型实施例的电压输出电路的输出电压升高的原理示意图；以及

图5是根据本实用新型实施例的电压输出电路的输出电压降低的原理示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的过程、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、产品或设备固有的其它单元。

根据本实用新型实施例，提供了一种电压输出电路的实施例。

图1是根据本实用新型实施例的电压输出电路的电路图，如图1所示，该实施例的电压输出电路可以包括以下几个部分：

数模转换电路，用于将数字信号转化为模拟电压信号，其中，数字信号用于指示调节电压输出电路的输出电压；

差分式放大电路，与数模转换电路的输出端相连接，用于将模拟电压信号转换为推挽式驱动电路所需的电压；

推挽式驱动电路，与差分式放大电路相连接，用于将差分式放大电路输出的电压输入至晶体管中进行放大来调节电压输出电路的输出电压。

电压反馈电路，与差分式放大电路相连接，用于将电压输出电路的输出电压反馈至差分式放大电路作为差分式放大电路的输入电压。

该实施例的电压输出电路包括依次连接的数模转换电路、差分式放大电路、推挽式驱动电路以及电压反馈电路，能够解决相关技术采用人工调整电位器改变电源电压造成的输出电压精度不高的技术问题，进而实现提高输出电压精度的技术效果。

需要说明的是，该实施例的电压输出电路中的电源供电部分采用普通的直流供电，具体地，+V0，-V0,GND需要双电源供电；5V,GND需要单电源供电，上述这些供电电源均是根据IC特点来定的电源，此处不再详细描述。

可选地，该实施例中的数模转换电路可以包括数模转换芯片，该实施例中数模转换芯片可以采用ADC转化器DAC7731，需要说明的是，本实用新型实施例并未对数模转换电路所采用的数模转换芯片的型号做具体限定，其还可以是其他型号，此处不再一一举例说明。图2是根据本实用新型实施例的数模转换电路的电路图，如图2所示，该实施例中的数模转换电路是以DAC7731为主要核心组成的数模转换电路，其中，DAC7731是16位ADC转换器，其分辨率为216＝65536。也就DAC7731输出的电压可以从0V到10V可以任意调整，其分辨率10V/65536＝0.1525mV。该实施例利用数模转换电路调整电压输出电路的输出电压，能够极大地提高输出电压的精度。

需要说明的是，DAC7731的管脚信息可以参考DAC7731的使用手册，此处不再详细描述。

可选地，该实施例中的差分式放大电路可以包括：第一差分放大器和第二差分放大器，第一差分放大器和第二差分放大器可以为两个同型号高精度高输入阻抗放大器OP07A，其中，数模转换电路中数模转换芯片的输出端Vout端口分别与第一差分放大器和第二差分放大器的电压输入端相连接，第一差分放大器和第二差分放大器的输入电压分别为数模转换电路的输出端输出的模拟电压和电压输出电路的输出电压。图3是根据本实用新型实施例的差分式放大电路和推挽式驱动电路及电压反馈电路的电路连接示意图，如图3所示，DAC7731的Vout端口与第一差分放大器的输入端口3连接，经过电阻R9与第二差分放大器的输入端口2连接，其中，第一差分放大器的输入端口3经过电容C5接地，第二差分放大器的输入端口2经过由电阻R8和电容C12组成的滤波电路接地，其中，电阻R8和电容C12并联。第一差分放大器的正偏执电压输入端4接-V0，且正偏执电压输入端4经过电容C7接地，第一差分放大器的负偏执电压输入端7接+V0，且负偏执电压输入端7经过电容C6接地，第一差分放大器的输出端6经电阻R4与推挽式驱动电路的输入端连接，且经过电容C8和电阻R3返回第一差分放大器的输入端2。第二差分放大器的正偏执电压输入端4接-V0，且正偏执电压输入端4经过电容C15接地，第二差分放大器的负偏执电压输入端7接+V0，且负偏执电压输入端7经过电容C16接地，第二差分放大器的输出端6经电阻R10与推挽式驱动电路的输入端连接。

可选地，该实施例中的推挽式驱动电路可以包括：第一驱动电路和第二驱动电路，其中，第一驱动电路的输入端经R4与第一差分放大器的输出端6相连接，第二驱动电路的输入端经R10与第二差分放大器的输出端6相连接，第一驱动电路的输出端和第二驱动电路的输出端与电压输出电路的电源串联连接。

其中，第一驱动电路可以包括：第一晶体管Q1和第二晶体管Q2，其中，第一晶体管Q1的基极经R4与第一差分放大器的输出端6相连接，第一晶体管Q1的发射极经电阻R6与第二晶体管Q2的基极相连接，第一晶体管Q1的集电极经二极管D1与第一晶体管Q1的基极连接。第二晶体管Q2的集电极与电压输出电路的电源VCC相连接，电源VCC与第二晶体管Q2的基极之间串接有电阻R7，第二晶体管Q2的发射极端的电压为该实施例的电压输出电路的输出电压。

其中，第二驱动电路可以包括：第三晶体管Q3和第四晶体管Q4，其中，第三晶体管Q3的基极经R10与第二差分放大器的输出端6相连接，第三晶体管Q3的集电极与第二晶体管Q2的发射极连接，第三晶体管Q3的发射极与第四晶体管Q4的基极相连接，第四晶体管Q4的集电极与第二晶体管Q2的发射极相连接，第四晶体管Q4的发射极经二极管D2与第三晶体管Q3的基极和地连接，其中，电压输出电路的输出电压为第四晶体管Q4集电极端的电压。

可选地，该实施例中的电压反馈电路可以包括：电位器VR2，其中，电位器VR2一端与电压输出电路的输出端(也即第四晶体管Q4集电极端)相连接，另一端接地，其中，电压输出电路的输出电压经过电位器分压后的电压分别作为第一差分放大器输入端2和第二差分放大器输入端3的输入电压，也即第二差分放大器的输入端3经可变电阻VR2接地，且第二差分放大器的输入端3与第一差分放大器的输入端2的连接点与电压输出电路的输出端连接。

可选地，电压输出电路还可以包括：滤波电路，一端与电压输出电路的输出端相连接，另一端与电位器VR2相连接，用于对电压输出电路的输出端输出的电压进行滤波处理。如图3所示，电阻R5、电容C9、电容C10以及电解电容C18并联，其并联的一端接地，另一端接电压输出电路的输出端，其中，在电容C9和电解电容C18并联连接点之间串接有电阻R11，电阻R11与电容C17并联且串接在滤波电路与第一差分放大器输入端2和第二差分放大器输入端3的连接点之间。

需要说明的是，本实用新型实施例的电压输出电路中的各个器件的型号和数值如图1至图3所示，对此不再一一进行详细描述。

本实用新型实施例的电压输出电路中的数模转换电路输出高精度的模拟电压信号后，调节输出电压，可以由差分式放大电路、推挽式驱动电路以及电压反馈电路完成负载能力弱转变为负载能力强的电路，具体地：

图4是根据本实用新型实施例的电压输出电路的输出电压升高的原理示意图，如图4所示，当数模转换电路输出的模拟电压升高，此时输出电压不变时，第一差分放大器输出端6的电压升高，第二差分放大器输出端6的电压降低，使得第一晶体管Q1和第二晶体管Q2趋于饱和，第三晶体管Q3和第四晶体管Q4趋于绝止，使得电压输出电路的输出电压升高，该升高的输出电压反馈至第一差分放大器和第二差分放大器，使得第一差分放大器的输入端2电压升高，第二差分放大器的输入端3电压升高，进而使得第一差分放大器和第二差分放大器的两个输入端的电压达到平衡，以达到维持电压输出电路的输出电压稳定的效果。

图5是根据本实用新型实施例的电压输出电路的输出电压降低的原理示意图，如图5所示，当数模转换电路输出的模拟电压降低时，第一差分放大器输出端6的电压降低，第二差分放大器输出端6的电压升高，使得第一晶体管Q1和第二晶体管Q2趋于绝止，第三晶体管Q3和第四晶体管Q4趋于饱和，使得电压输出电路的输出电压降低，该降低的输出电压反馈至第一差分放大器和第二差分放大器，使得第一差分放大器的输入端2电压降低，第二差分放大器的输入端3电压降低，进而使得第一差分放大器和第二差分放大器的两个输入端的电压达到平衡，以达到维持电压输出电路的输出电压稳定的效果。

由图4和图5可知第一差分放大器的输入端2和3的电压相等，即V_U1第2脚＝V_{U1第3 脚}。由于放大器输入阻抗非常大(理想值为无穷大)，所以电压输出电路的输出电压VOUT＝V_U1第2脚×(VR2+R11)/VR2＝V_U1第3脚×(VR2+R11)/VR2＝V_{To ADC}×(VR2+R11)/VR2。由此可以输出电压VOUT是和数模转换电路的输出电压V_{To ADC}成一定比例关系输出的，且理论来说输出电压VOUT的精度取决于数模转换电路的输出电压V_{To ADC}、R11、VR2的精度。

本实用新型实施例的电压输出电路无需人工干涉，可通过编程的方式给本实用新型电压输出电路一个对应的数字信号，本实用新型电压输出电路接收到此数字信号后就可以输出所想得到的电压值；本实用新型电压输出电路根据数字传输迅速性的特点，可以快速转换输出电压；本实用新型电压输出电路可以采用高精度高分辨率模数转换电路，配合本实用新型电压输出电路中的其他电路结构可以达到高精度输出电压值。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电压输出电路，其特征在于，包括：

数模转换电路，用于将数字信号转化为模拟电压信号，其中，所述数字信号用于指示调节电压输出电路的输出电压；

差分式放大电路，与所述数模转换电路的输出端相连接，用于将所述模拟电压信号转换为推挽式驱动电路所需的电压；以及

所述推挽式驱动电路，与所述差分式放大电路相连接，用于将所述差分式放大电路输出的电压输入至晶体管中进行放大来调节所述电压输出电路的输出电压。

2.根据权利要求1所述的电压输出电路，其特征在于，所述差分式放大电路包括：

第一差分放大器和第二差分放大器，

其中，所述数模转换电路的输出端分别与所述第一差分放大器和所述第二差分放大器相连接，所述第一差分放大器和所述第二差分放大器的输入电压分别为所述数模转换电路的输出端输出的模拟电压和所述电压输出电路的输出电压。

3.根据权利要求2所述的电压输出电路，其特征在于，所述推挽式驱动电路包括：

第一驱动电路和第二驱动电路，

其中，所述第一驱动电路的输入端与所述第一差分放大器的输出端相连接，所述第二驱动电路的输入端与所述第二差分放大器的输出端相连接，所述第一驱动电路的输出端和所述第二驱动电路的输出端与所述电压输出电路的电源串联连接。

4.根据权利要求3所述的电压输出电路，其特征在于，所述第一驱动电路包括：

第一晶体管和第二晶体管，

其中，所述第一晶体管的基极与所述第一差分放大器的输出端相连接，所述第一晶体管的发射极与所述第二晶体管的基极相连接，所述第二晶体管的集电极与所述电压输出电路的电源相连接。

5.根据权利要求4所述的电压输出电路，其特征在于，所述第二驱动电路包括：

第三晶体管和第四晶体管，

其中，所述第三晶体管的基极与所述第二差分放大器的输出端相连接，所述第三晶体管的发射极与所述第四晶体管的基极相连接，所述第四晶体管的集电极与所述第二晶体管的发射极相连接，其中，所述电压输出电路的输出电压为所述第四晶体管集电极端的电压。

6.根据权利要求2所述的电压输出电路，其特征在于，所述电压输出电路还包括：

电压反馈电路，与所述差分式放大电路相连接，用于将所述电压输出电路的输出电压反馈至所述差分式放大电路作为所述差分式放大电路的输入电压。

7.根据权利要求6所述的电压输出电路，其特征在于，所述电压反馈电路包括：

电位器，

其中，所述电位器一端与所述电压输出电路的输出端相连接，另一端接地，其中，所述电压输出电路的输出电压经过所述电位器分压后的电压分别作为所述第一差分放大器和所述第二差分放大器的输入电压。

8.根据权利要求7所述的电压输出电路，其特征在于，所述电压输出电路还包括：

滤波电路，一端与所述电压输出电路的输出端相连接，另一端与所述电位器相连接，用于对所述电压输出电路的输出端输出的电压进行滤波处理。

9.根据权利要求2所述的电压输出电路，其特征在于，所述数模转换电路包括：

数模转换芯片，

其中，所述数模转换芯片的电压输出端口与所述第一差分放大器和所述第二差分放大器的输入端相连接。

10.根据权利要求9所述的电压输出电路，其特征在于，所述数模转换电路还包括：

复位电路，与所述数模转换芯片的复位端口相连接，用于调节所述数模转换芯片上电复位；

芯片微调电路，包括第一电容和第二电容，其中，第一电容的第一端接数模转换芯片的第二管脚和第三管脚，第二电容的第一端接数模转换芯片的第四管脚，第一电容的第二端和第二电容的第二端接数模转换芯片的第七管脚。