CN219938206U - 可控制输出的dc-dc转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可控制输出的DC‑DC转换装置，装置包括稳压电路、输出反馈电路、控制电路、前级偏置放大电路、采样电路和后级偏置放大电路；稳压电路的输入端与输入电源电连接，稳压电路的输出端通过输出反馈电路与采样电路的输入端电连接，采样电路的输出端分别与控制电路的输入端和后级偏置放大电路的输入端电连接，控制电路的输出端通过前级偏置放大电路与后级偏置放大电路的输入端电连接，后级偏置放大电路的输出端与稳压电路的输入端电连接。本实用新型能够实现实时对稳压电路输出电压的双向反馈调节，实现输出可控变化，不局限于预设的固定输出值，能适用较多的使用环境，通用性强。

Description

可控制输出的DC-DC转换装置

技术领域

本实用新型涉及电子装置领域，具体涉及一种可控制输出的DC-DC转换装置。

背景技术

随着电子科技的进步，电子产品已成为人们生活中必备的工具。为了使电子产品可以提供多样化的功能，在电子产品中供应多种不同的电源来给应用电路来使用成为一种必然的趋势。其中，通过DC-DC转换装置来产生所需的电源是比较常见的方式。

在传统技术中，通常采用图1所示的DC-DC转换装置，其包括稳压电路和输出反馈电路，稳压电路的输出端与输出反馈电路的输入端电连接，输出反馈电路的输出端与稳压电路的输入端电连接，即输出反馈电路与稳压电路直接相连，输出反馈电路采集稳压电路的输出电压，得到反馈电压并反馈回稳压电路，基于稳压电路自身的反馈调节功能，根据反馈电压对其输出电压进行调节，使输出电压稳定在预设的固定值。

然而，在上述传统的DC-DC转换装置中，由于反馈电压直接通过输出反馈电路反馈回稳压电路，因而稳压电路所接收到的反馈电压取决于输出反馈电路的采样功能。而整个DC-DC转换装置在出厂时，稳压电路自身的反馈调节功能和输出反馈电路的采样功能在出厂时已设计好，因此基于确定的反馈调节功能和采样功能，该传统的DC-DC转换装置所能输出和调节的输出电压VOUT是固定不变的。因此，传统的DC-DC转换装置并不能输出可控变化的电压，这导致DC-DC转换装置无法适用较多的使用环境，通用性较差。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种可控制输出的DC-DC转换装置，以解决现有DC-DC转换装置无法实现输出可控变化，通用性较差的问题。

本实用新型提供了一种可控制输出的DC-DC转换装置，所述装置包括稳压电路和输出反馈电路，还包括控制电路、前级偏置放大电路、采样电路和后级偏置放大电路；

所述稳压电路的输入端与输入电源电连接，所述稳压电路的输出端通过所述输出反馈电路与所述采样电路的输入端电连接，所述采样电路的输出端分别与所述控制电路的输入端和所述后级偏置放大电路的输入端电连接，所述控制电路的输出端通过所述前级偏置放大电路与所述后级偏置放大电路的输入端电连接，所述后级偏置放大电路的输出端与所述稳压电路的输入端电连接。

可选地，所述前级偏置放大电路包括第一运放器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻；

所述第一运放器的正极电源输入引脚与+5V电源端电连接，所述第一运放器的负极电源输入引脚与-5V电源端电连接，所述第一运放器的正相输入引脚通过所述第一电阻与所述控制电路的输出端电连接，所述第一运放器的正相输入引脚还通过所述第二电阻与基准电源端电连接；所述第一运放器的反相输入引脚通过所述第四电阻接地，所述第三电阻的第一端连接在所述第一运放器的正相输入引脚与所述第一电阻之间的公共连接端上，所述第三电阻的第二端接地；所述第一运放器的反相输入引脚还通过所述第五电阻与所述第一运放器的输出引脚电连接，所述第一运放器的输出引脚还与所述后级偏置放大电路的输入端电连接。

可选地，所述采样电路包括第六电阻、第七电阻、第八电阻和第一电容；

所述第八电阻的第一端与所述输出反馈电路的输出端电连接，所述第八电阻的第二端与所述控制电路的输入端电连接，所述第八电阻的第一端还通过所述第六电阻与所述后级偏置放大电路的输入端电连接，所述第一电容的第一端连接在所述第八电阻的第二端与所述控制电路的输入端之间的公共连接端上，所述第一电容的第二端接地，所述第一电容的第二端还通过所述第七电阻与所述后级偏置放大电路的输入端电连接。

可选地，所述后级偏置放大电路包括第二运放器、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第二电容和第三电容；

所述第二运放器的电源输入引脚与电路供电端VCC电连接，所述第二运放器的接地引脚接地；所述第二运放器的正相输入引脚通过所述第九电阻与所述前级偏置放大电路的输出端电连接，所述第二运放器的正相输入引脚还通过所述第十电阻接地，所述第二电容的第一端连接在所述第九电阻与所述前级偏置放大电路的输出端之间的公共连接端上，所述第二电容的第二端接地，所述第二运放器的正相输入引脚还与所述第六电阻的第一端电连接；所述第二运放器的反相输入引脚与所述第七电阻的第一端电连接，所述第二运放器的反相输入引脚还通过所述第十一电阻与所述第二运放器的输出引脚电连接，所述第二运放器的输出引脚通过所述第十二电阻与所述稳压电路的输入端电连接，所述第三电容的第一端连接在所述第十二电阻与所述稳压电路的输入端之间的公共连接端上，所述第三电容的第二端接地。

可选地，所述稳压电路包括稳压芯片、第十三电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、电感和二极管；

所述稳压芯片的电源输入引脚VIN和使能引脚EN均与所述输入电源电连接，所述第四电容的第一端和所述第五电容的第一端均连接在所述稳压芯片的电源输入引脚VIN与所述输入电源之间的公共连接端上，所述第四电容的第二端和所述第五电容的第二端均接地；所述稳压芯片的多功能控制引脚RT/SYNC通过所述第十三电阻接地；所述稳压芯片的接地引脚GND和地电位引脚EPAD均接地，所述稳压芯片的采样引脚SS通过所述第七电容接地，所述稳压芯片的输入反馈引脚FB与所述后级偏置放大电路的输出端电连接；所述稳压芯片的开关引脚BOOT通过所述第六电容与所述稳压芯片的输出引脚SW电连接，所述稳压芯片的输出引脚SW还通过所述电感分别与所述输出反馈电路的输入端和外部设备电连接，所述二极管的负极连接在所述稳压芯片的输出引脚与所述电感之间的公共连接端上，所述二极管的正极接地，所述第八电容的第一端和所述第九电容的第一端均连接在所述电感与所述输出反馈电路的输入端之间的公共连接端上，所述第八电容的第二端和所述第九电容的第二端均接地。

可选地，所述输出反馈电路包括第十四电阻和第十五电阻；

所述第十四电阻的第一端连接在所述电感与所述外部设备之间的公共连接端上，所述第十四电阻的第二端通过所述第十五电阻接地，所述采样电路的输入端连接在所述第十四电阻的第二端与所述第十五电阻之间的公共连接端上。

可选地，所述装置还包括跟随电路；

所述跟随电路的输入端与所述输出反馈电路的输出端电连接，所述跟随电路的输出端与所述采样电路的输入端电连接。

可选地，所述跟随电路包括第三运放器；

所述第三运放器的电源输入引脚与电路供电端VCC电连接，所述第三运放器的接地引脚接地，所述第三运放器的正相输入引脚与所述输出反馈电路的输出端电连接，所述第三运放器的反相输入引脚与所述第三运放器的输出引脚电连接，所述第三运放器的输出引脚还与所述采样电路的输入端电连接。

可选地，所述控制电路包括具有模数转换引脚和数模转换引脚的单片机；

所述采样电路的输出端与所述单片机的所述模数转换引脚电连接，所述单片机的所述数模转换引脚与所述前级偏置放大电路的输入端电连接。

本实用新型的有益效果：在输出反馈电路的输出端与稳压电路的输入端之间，分别加入采样电路、控制电路、前级偏置放大电路和后级偏置放大电路，利用采样电路采集输出反馈电路输出的原始反馈电压，得到采样电压并送入控制电路中，便于形成一个反馈闭环，实现对稳压电路输出电压的反馈监控；控制电路根据接收的采样电压生成前级偏置控制信号，该前级偏置控制信号能控制后级的前级偏置放大电路的放大，由于前级偏置控制信号为控制电路输出的，为模拟信号，利用前级偏置放大电路的放大能得到可正可负的前级偏置电压，该可正可负的前级偏置电压可以作为对采样电压进行控制调节的参考电压，便于后续实现输出电压的可控的双向调节；采样电路采集到的采样电压和前级偏置放大电路得到的前级偏置电压均送入后级偏置放大电路，基于采样电压和前级偏置电压进行放大，以前级偏置电压作为参考，可以得到控制稳压电路对其输出端输出的电压进行双向调节的目标反馈电压；稳压电路根据目标反馈电压，对原始输出电压进行正向调节或反向调节，实现了稳压电路输出电压的反馈调节，进而实现整个DC-DC转换装置的输出可控变化，而不局限于预设的固定输出值；

本实用新型中的可控制输出的DC-DC转换装置，能够实现实时对稳压电路输出电压的双向反馈调节，实现输出可控变化，不局限于预设的固定输出值，能适用较多的使用环境，通用性强。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1示出了传统DC-DC转换装置的结构图；

图2示出了本实用新型实施例中一种可控制输出的DC-DC转换装置的结构图；

图3示出了本实用新型实施例中可控制输出的DC-DC转换装置中采样电路、控制电路、前级偏置放大电路、后级偏置放大电路和跟随电路的设计图；

图4示出了本实用新型实施例中可控制输出的DC-DC转换装置中稳压电路和输出反馈电路的设计图；

图5示出了本实用新型实施例中另一种可控制输出的DC-DC转换装置的结构图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图2所示，一种可控制输出的DC-DC转换装置，所述装置包括稳压电路和输出反馈电路，还包括控制电路、前级偏置放大电路、采样电路和后级偏置放大电路；

所述稳压电路的输入端与输入电源电连接，所述稳压电路的输出端通过所述输出反馈电路与所述采样电路的输入端电连接，所述采样电路的输出端分别与所述控制电路的输入端和所述后级偏置放大电路的输入端电连接，所述控制电路的输出端通过所述前级偏置放大电路与所述后级偏置放大电路的输入端电连接，所述后级偏置放大电路的输出端与所述稳压电路的输入端电连接。

在本实施例中，上述各电路的功能如下：

所述稳压电路用于对所述输入电源输出的输入电压进行稳压转换，得到原始输出电压；

所述输出反馈电路用于获取所述原始输出电压，并根据所述原始输出电压得到原始反馈电压；

所述采样电路用于采集所述原始反馈电压，得到采样电压，并将所述采样电压分别发送至所述控制电路和所述后级偏置放大电路；

所述控制电路用于根据所述采样电压生成前级偏置控制信号，并将所述前级偏置控制信号发送至所述前级偏置放大电路；

所述前级偏置放大电路用于根据所述前级偏置控制信号进行放大，得到前级偏置电压，并将所述前级偏置电压发送至所述后级偏置放大电路；

所述后级偏置放大电路用于根据所述采样电压和所述前级偏置电压进行放大，得到目标反馈电压，并将所述目标反馈电压发送至所述稳压电路；

所述稳压电路还用于根据所述目标反馈电压对所述原始输出电压进行调节，得到目标输出电压。

在图1所示的传统DC-DC转换装置中，稳压电路所得到的反馈电压与输出反馈电路输出的反馈电压完全相等，稳压电路的反馈调节功能取决于稳压电路自身的反馈调节功能和输出反馈电路的采样功能，整个装置的所能输出和调节的输出电压VOUT是固定不变的(例如0.75V)。通过传统DC-DC转换装置，仅能提供输出不可控变化的电源。

而本实施例的DC-DC转换装置中，基于上述各电路的功能，在输出反馈电路的输出端与稳压电路的输入端之间，分别加入采样电路、控制电路、前级偏置放大电路和后级偏置放大电路，利用采样电路采集输出反馈电路输出的原始反馈电压，得到采样电压并送入控制电路中，便于形成一个反馈闭环，实现对稳压电路输出电压的反馈监控；控制电路根据接收的采样电压生成前级偏置控制信号，该前级偏置控制信号能控制后级的前级偏置放大电路的放大，由于前级偏置控制信号为控制电路输出的，为模拟信号，利用前级偏置放大电路的放大能得到可正可负的前级偏置电压，该可正可负的前级偏置电压可以作为对采样电压进行控制调节的参考电压，便于后续实现输出电压的可控的双向调节；采样电路采集到的采样电压和前级偏置放大电路得到的前级偏置电压均送入后级偏置放大电路，基于采样电压和前级偏置电压进行放大，以前级偏置电压作为参考，可以得到控制稳压电路对其输出端输出的电压进行双向调节的目标反馈电压；稳压电路根据目标反馈电压，对原始输出电压进行正向调节或反向调节，实现了稳压电路输出电压的反馈调节，进而实现整个DC-DC转换装置的输出可控变化，而不局限于预设的固定输出值。

本实施例的可控制输出的DC-DC转换装置，与传统DC-DC转换装置相比，输出反馈电路的输出端与稳压电路的输入端并非直接相连，而是在输出反馈电路的输出端与稳压电路的输入端之间，分别加入采样电路、控制电路、前级偏置放大电路和后级偏置放大电路，能够实现实时对稳压电路输出电压的双向反馈调节，实现输出可控变化，不局限于预设的固定输出值，能适用较多的使用环境，通用性强。

需要说明的是，本实用新型是通过对DC-DC转换装置中稳压电路与输出反馈电路之间的硬件电路以及硬件电路相互之间的电连接关系进行改进，不涉及计算机程序的改进。其中，控制电路根据采样电压生成前级偏置控制信号、前级偏置放大电路的放大功能、后级偏置放大电路的放大功能以及稳压电路根据目标反馈电压对原始输出电压进行调节，其中所涉及的计算机程序均采用现有的计算机程序，均预先将相应的计算机程序存储在各电路主控芯片的存储器或存储区中，例如控制电路根据采样电压生成前级偏置控制信号，为单片机的存储器或存储区中预先存储的计算机程序来实现，该计算机程序为现有的计算机程序。

优选地，如图3所示，所述前级偏置放大电路包括第一运放器U3、第一电阻R10、第二电阻R2、第三电阻R15、第四电阻R8和第五电阻R7；

所述第一运放器U3的正极电源输入引脚与+5V电源端电连接，所述第一运放器U3的负极电源输入引脚与-5V电源端电连接，所述第一运放器U3的正相输入引脚通过所述第一电阻R10与所述控制电路的输出端电连接，所述第一运放器U3的正相输入引脚还通过所述第二电阻R2与基准电源端电连接；所述第一运放器U3的反相输入引脚通过所述第四电阻R8接地，所述第三电阻R15的第一端连接在所述第一运放器U3的正相输入引脚与所述第一电阻R10之间的公共连接端上，所述第三电阻R15的第二端接地；所述第一运放器U3的反相输入引脚还通过所述第五电阻R7与所述第一运放器U3的输出引脚电连接，所述第一运放器U3的输出引脚还与所述后级偏置放大电路的输入端电连接。

如图3所示，在上述结构的前级偏置放大电路中，第一运放器通过第一电阻R10接入控制电路发送的前级偏置控制信号VDA，由于该信号VDA为模拟信号，只能为正，因此第一运放器还通过第二电阻R2接入基准电源端提供的基准电压VBIS，利用该基准电压VBIS的设置，结合第一运放器的功能，将只能为正的前级偏置控制信号VDA放大成可正可负的参考电压VREF(即为前级偏置电压)，利用该可正可负的参考电压VREF，便于后续利用后级偏置放大电路的放大，来实现对采样电压的调大或调小，进而得到控制原始输出电压双向调节的目标反馈电压。

在图3所示的前级偏置放大电路中，可以得到参考电压VREF(或前级偏置电压)如下：

VREF＝(R7+R8)/R8*(R2*R15*VDA+R10*R15*VBIS)/(R2*R15+R2*R10+R10*R15)；

当R2*R15*VDA+R10*R15*VBIS＞0，可得到VREF＞0；

当R2*R15*VDA+R10*R15*VBIS＝0，可得到VREF＝0；

当R2*R15*VDA+R10*R15*VBIS＜0，可得到VREF＜0。

上述计算参考电压VREF的具体方法为电路中的公知常识，通过比较R2*R15*VDA+R10*R15*VBIS的数值来得到VREF的极性也是数学中的公知常识，具体细节此处不再赘述。

优选地，如图3所示，采样电路包括第六电阻R5、第七电阻R6、第八电阻R9和第一电容C2；

所述第八电阻R9的第一端与所述输出反馈电路的输出端电连接，所述第八电阻R9的第二端与所述控制电路的输入端电连接，所述第八电阻R9的第一端还通过所述第六电阻R5与所述后级偏置放大电路的输入端电连接，所述第一电容C2的第一端连接在所述第八电阻R9的第二端与所述控制电路的输入端之间的公共连接端上，所述第一电容C2的第二端接地，所述第一电容C2的第二端还通过所述第七电阻R6与所述后级偏置放大电路的输入端电连接。

通过该结构的采样电路，能采集到输出反馈电路输出的原始反馈电压，并处理成采样电压，一方面送入控制电路，便于生成控制前级偏置放大电路进行放大前级偏置控制信号，以得到可正可负的前级偏置电压，为采样电压提供双向调节的参考电压；另一方面送入后级偏置放大电路，作为生成目标反馈电压的数据源，确保目标反馈电压的生成。

优选地，如图3所示，所述控制电路包括具有模数转换引脚和数模转换引脚的单片机；

所述采样电路的输出端与所述单片机的所述模数转换引脚电连接，所述单片机的所述数模转换引脚与所述前级偏置放大电路的输入端电连接。

上述结构的单片机的功能还包括：

单片机，用于通过所述模数转换引脚接入所述采样电路采集的所述采样电压，并对所述采样电压进行模数转换，得到数字电压信号；还用于根据所述数字电压信号生成数字控制信号，并通过所述数模转换引脚，对所述数字控制信号进行数模转换，得到模拟化的所述前级偏置控制信号，发送至所述前级偏置放大电路。

通过上述单片机，便于接收模拟化的采样电压，并对其进行数字化，便于单片机进行分析并生成数字控制信号，同时还便于将数字控制信号转换成与单片机相连的前级偏置放大电路所需的模拟化的前级偏置控制信号，实现单片机对前级偏置放大电路的控制。

其中，如图3所示，单片机的模数转换引脚为A/D引脚，数模转换引脚为D/A引脚，采样电路中第八电阻R9的第一端与输出反馈电路的输出端电连接，输出反馈电路的输出端输出的原始反馈电压为VOFB，利用第八电阻R9对该原始反馈电压为VOFB进行采样，第八电阻R9的第二端得到采样电压VA/D，与单片机的A/D引脚相连，送入单片机；单片机根据采样电压VA/D模数转换生成数字控制信号，并通过D/A引脚进行数模转换，生成模拟化的前级偏置控制信号VDA，通过前级偏置放大电路中的第一电阻R10送入第一运放器U3的正相输入引脚。

优选地，如图3所示，所述后级偏置放大电路包括第二运放器U1、第九电阻R3、第十电阻R4、第十一电阻R1、第十二电阻R11、第二电容C1和第三电容C4；

所述第二运放器U1的电源输入引脚与电路供电端VCC电连接，所述第二运放器U1的接地引脚接地；所述第二运放器U1的正相输入引脚通过所述第九电阻R3与所述前级偏置放大电路的输出端电连接，所述第二运放器U1的正相输入引脚还通过所述第十电阻R4接地，所述第二电容C1的第一端连接在所述第九电阻R3与所述前级偏置放大电路的输出端之间的公共连接端上，所述第二电容C1的第二端接地，所述第二运放器U1的正相输入引脚还与所述第六电阻R5的第一端电连接；所述第二运放器U1的反相输入引脚与所述第七电阻R6的第一端电连接，所述第二运放器U1的反相输入引脚还通过所述第十一电阻R1与所述第二运放器U1的输出引脚电连接，所述第二运放器U1的输出引脚通过所述第十二电阻R11与所述稳压电路的输入端电连接，所述第三电容C4的第一端连接在所述第十二电阻R11与所述稳压电路的输入端之间的公共连接端上，所述第三电容C4的第二端接地。

在上述结构的后级偏置放大电路中，采样电路输出的采样电压以及前级偏置放大电路输出的前级偏置电压均送入第二运放器的信号端(包括正相输入引脚和反相输入引脚)，实现以前级偏置放大电路提供的前级偏置电压作为参考，对采样电压进行双向调节，进而生成能实现对原始输出电压进行双向调节的目标反馈电压。

在图3所示的后级偏置放大电路中，得到的目标反馈电压VFB_IN如下：

VFB_IN＝(R1+R6)/R6*(R3*R4*VOFB+R4*R5*VREF)/(R3*R4+R3*R5+R5*R4)；

当VREF<0时，可得到VFB_IN＜VOFB，即目标反馈电压比原始反馈电压小，则稳压电路接收到该比原始反馈电压小的目标反馈电压后，结合稳压电路的功能，可对其自身的输出进行调大，即实现对原始输出电压(具体为VOUT)的调大；

当VREF＝0时，可得到VFB_IN＝VOFB，即目标反馈电压与原始反馈电压相等，则稳压电路接收到该与原始反馈电压相等的目标反馈电压后，不对其自身的输出进行调大或调小，即实现对原始输出电压(具体为VOUT)的不调节；

当VREF＞0时，可得到VFB_IN＞VOFB，即目标反馈电压比原始反馈电压大，则稳压电路接收到该比原始反馈电压大的目标反馈电压后，结合稳压电路的功能，可对其自身的输出进行调小，即实现对原始输出电压(具体为VOUT)的调小。

同理，上述基于VREF的极性，来比较VFB_IN与VOFB的大小，也是数学中的公知常识，具体细节此处不再赘述。

优选地，如图4所示，所述稳压电路包括稳压芯片U2、第十三电阻R13、第四电容C7、第五电容C8、第六电容C6、第七电容C15、第八电容C11、第九电容C12、电感L2和二极管D2；

所述稳压芯片U2的电源输入引脚VIN和使能引脚EN均与所述输入电源电连接，所述第四电容C7的第一端和所述第五电容C8的第一端均连接在所述稳压芯片U2的电源输入引脚VIN与所述输入电源之间的公共连接端上，所述第四电容C7的第二端和所述第五电容C8的第二端均接地；所述稳压芯片U2的多功能控制引脚RT/SYNC通过所述第十三电阻R13接地；所述稳压芯片U2的接地引脚GND和地电位引脚EPAD均接地，所述稳压芯片U2的采样引脚SS通过所述第七电容C15接地，所述稳压芯片U2的输入反馈引脚FB与所述后级偏置放大电路的输出端电连接；所述稳压芯片U2的开关引脚BOOT通过所述第六电容C6与所述稳压芯片U2的输出引脚SW电连接，所述稳压芯片U2的输出引脚SW还通过所述电感L2分别与所述输出反馈电路的输入端和外部设备电连接；所述二极管D2的负极连接在所述稳压芯片U2的输出引脚与所述电感L2之间的公共连接端上，所述二极管D2的正极接地，所述第八电容C11的第一端和所述第九电容C12的第一端均连接在所述电感L2与所述输出反馈电路的输入端之间的公共连接端上，所述第八电容C11的第二端和所述第九电容C12的第二端均接地。

通过上述稳压电路，一方面可以实现对输入电源输出的输入电压进行稳压转换，产生所需的直流电压；另一方面还可以实时根据稳压芯片的输入反馈引脚FB接入后级偏置放大电路输出的目标反馈电压，根据该目标反馈电压实现对原始输出电压的双向反馈调节，实现整个DC-DC转换装置的输出可控变化。

优选地，如图4所示，所述输出反馈电路包括第十四电阻R12和第十五电阻R14；

所述第十四电阻R12的第一端连接在所述电感L2与所述外部设备之间的公共连接端上，所述第十四电阻R12的第二端通过所述第十五电阻R14接地，所述采样电路的输入端连接在所述第十四电阻R12的第二端与所述第十五电阻R14之间的公共连接端上。

上述第十四电阻R12和第十五电阻R14组成的分压电路，能准确对稳压芯片的输出引脚所输出的原始输出电压进行实时反馈。

对于图4所示的电路结构，若传统DC-DC转换装置中的稳压电路和输出反馈电路分别按照图4所示的稳压电路和输出反馈电路进行设计，则在传统DC-DC转换装置中，第十四电阻R12的第二端将直接与稳压芯片U2的输入反馈引脚FB相连接，则稳压芯片所输出的输出电压VOUT直接通过第十四电阻R12和第十五电阻R14所组成的分压电路反馈回稳压芯片U2的输入反馈引脚，因而稳压芯片所得到的反馈电压VFB_IN与输出电压VOUT经过分压电路所得到的分压VOFB相等，即反馈电压VFB_IN取决于第十四电阻R12和第十五电阻R14二者之间的比例关系，基于确定的第十四电阻R12和第十五电阻R14，该传统的DC-DC转换装置所能输出和调节的输出电压VOUT是固定不变的。而本实施例中，在上述图4所示的稳压电路和输出反馈电路之间，接入图3所示的电路结构，可实现对稳压电路输出的原始输出电压进行可控变化的调节，不局限于预设的固定值。

优选地，如图5所示，所述装置还包括跟随电路；

所述跟随电路的输入端与所述输出反馈电路的输出端电连接，所述跟随电路的输出端与所述采样电路的输入端电连接。

上述跟随电路的功能如下：

所述跟随电路，用于将所述输出反馈电路输出的所述原始反馈电压发送至所述采样电路，并防止所述后级偏置放大电路中的所述目标反馈电压通过所述采样电路返回至所述输出反馈电路。

在输出反馈电路与采样电路之间加入跟随电路，通过跟随电路来向采样电路传递原始反馈电压，一方面便于实现原始反馈电压的采样，提高输出反馈电路的输出能力，另一方面还起到电气隔离作用，防止与采样电路相连接的后级偏置放大电路中的目标反馈电压又通过采样电路返回至输出反馈电路，影响了采样电路的真实采样，进而在后级偏置放大电路中，基于采样电压进行放大时，影响了目标反馈电压的准确性，最终影响了整个DC-DC转换装置的输出可控变化的控制精度。

具体地，如图3所示，所述跟随电路包括第三运放器U4；

所述第三运放器U4的电源输入引脚与电路供电端VCC电连接，所述第三运放器U4的接地引脚接地，所述第三运放器U4的正相输入引脚与所述输出反馈电路的输出端电连接，所述第三运放器U4的反相输入引脚与所述第三运放器U4的输出引脚电连接，所述第三运放器U4的输出引脚还与所述采样电路的输入端电连接。

通过上述结构的跟随电路，能使得第三运放器的输入方向的电压(即原始反馈电压)向后级的采样电路流动，而后级偏置放大电路中的电压信号(即目标反馈电压)不会向采样电路中传输，准确限制了电压信号的流动方向，在提高输出能力的同时起到电气隔离作用，不会影响最终的目标输出电压的可控制输出。

本实施例基于图3所示的跟随电路、采样电路、控制电路、前级偏置放大电路和后级偏置放大电路，以及图4所示的稳压电路和输出反馈电路，构成了整个可控制输出的DC-DC转换装置。在该DC-DC转换装置中，通过设置前级偏置放大电路中的基准电源端提供的基准电压VBIS，再利用单片机输出的VDA，可以实现前级偏置电压(或参考电压)VREF的极性的控制(包括＞0、＝0和＜0)，进一步利用后级偏置放大电路来控制VOFB>VFB_IN、VOFB＝VFB_IN或VOFB＜VFB_IN，实现整个DC-DC转换装置输出电压的双向调节。

优选地，对于图3和图4所组成的DC-DC转换装置中的各电阻，分别按照如下关系进行设计：

R2＝R15＝2*R10，R7＝R8，R3＝R4＝2*R5，R6＝R1；

则可以得到目标输出电压VOUT1为：

VOUT1＝(R12+R14)*VOFB/R14

＝[(R12+R14)/R14]*(VFB_IN-VREF/2)

＝[(R12+R14)/R14]*(VFB_IN-VDA/2–VBIS/4)。

在本实施例中，由于VDA只能为正，为了让电压调整是双向可调，设计基准电压VBIS为负电压，通过VDA调节VOUT1可以实现上下调节。

为了VOUT1能正常输出，VOUT1必须保证>0，故必须保证：

VDA<2*(VFB_IN-VBIS/4)；

假设VDA最大为3.3V时，VBIS取-3.3V，此时：

当VDA＝1.65V时，VREF＝0V，VOFB＝VFB_IN，不调节；

当VDA>1.65V时，VREF>0，VOFB<VFB_IN，VOUT1变小；

当VDA<1.65V时，VREF<0，VOFB>VFB_IN，VOUT1变大。

VOUT1的计算公式结果为：

VOUT1＝[(R12+R14)/R14]*(0.75+0.825-VDA/2)

＝[(R12+R14)/R14]*(1.575-VDA/2)

此时为了VOUT1能正常输出，VOUT1必须保证>0，故可以控制VDA<3.15V。

具体地，本实施例中稳压芯片U2选用LMR14020SDDAR型号，第一运放器U3和第三运放器U4均选用LM321M5X/TR型号，第二运放器U1选用LM321M5X/TR型号或LM321G-AE5-R型号，单片机、各电阻、电容等电子元件可根据实际情况选择合适规格或型号，此处不再列举。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种可控制输出的DC-DC转换装置，所述装置包括稳压电路和输出反馈电路，其特征在于，所述装置还包括控制电路、前级偏置放大电路、采样电路和后级偏置放大电路；

所述稳压电路的输入端与输入电源电连接，所述稳压电路的输出端通过所述输出反馈电路与所述采样电路的输入端电连接，所述采样电路的输出端分别与所述控制电路的输入端和所述后级偏置放大电路的输入端电连接，所述控制电路的输出端通过所述前级偏置放大电路与所述后级偏置放大电路的输入端电连接，所述后级偏置放大电路的输出端与所述稳压电路的输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的可控制输出的DC-DC转换装置，其特征在于，所述前级偏置放大电路包括第一运放器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻；

所述第一运放器的正极电源输入引脚与+5V电源端电连接，所述第一运放器的负极电源输入引脚与-5V电源端电连接，所述第一运放器的正相输入引脚通过所述第一电阻与所述控制电路的输出端电连接，所述第一运放器的正相输入引脚还通过所述第二电阻与基准电源端电连接；所述第一运放器的反相输入引脚通过所述第四电阻接地，所述第三电阻的第一端连接在所述第一运放器的正相输入引脚与所述第一电阻之间的公共连接端上，所述第三电阻的第二端接地；所述第一运放器的反相输入引脚还通过所述第五电阻与所述第一运放器的输出引脚电连接，所述第一运放器的输出引脚还与所述后级偏置放大电路的输入端电连接。

3.根据权利要求1所述的可控制输出的DC-DC转换装置，其特征在于，所述采样电路包括第六电阻、第七电阻、第八电阻和第一电容；

所述第八电阻的第一端与所述输出反馈电路的输出端电连接，所述第八电阻的第二端与所述控制电路的输入端电连接，所述第八电阻的第一端还通过所述第六电阻与所述后级偏置放大电路的输入端电连接，所述第一电容的第一端连接在所述第八电阻的第二端与所述控制电路的输入端之间的公共连接端上，所述第一电容的第二端接地，所述第一电容的第二端还通过所述第七电阻与所述后级偏置放大电路的输入端电连接。

4.根据权利要求3所述的可控制输出的DC-DC转换装置，其特征在于，所述后级偏置放大电路包括第二运放器、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第二电容和第三电容；

所述第二运放器的电源输入引脚与电路供电端VCC电连接，所述第二运放器的接地引脚接地；所述第二运放器的正相输入引脚通过所述第九电阻与所述前级偏置放大电路的输出端电连接，所述第二运放器的正相输入引脚还通过所述第十电阻接地，所述第二电容的第一端连接在所述第九电阻与所述前级偏置放大电路的输出端之间的公共连接端上，所述第二电容的第二端接地，所述第二运放器的正相输入引脚还与所述第六电阻的第一端电连接；所述第二运放器的反相输入引脚与所述第七电阻的第一端电连接，所述第二运放器的反相输入引脚还通过所述第十一电阻与所述第二运放器的输出引脚电连接，所述第二运放器的输出引脚通过所述第十二电阻与所述稳压电路的输入端电连接，所述第三电容的第一端连接在所述第十二电阻与所述稳压电路的输入端之间的公共连接端上，所述第三电容的第二端接地。

5.根据权利要求1所述的可控制输出的DC-DC转换装置，其特征在于，所述稳压电路包括稳压芯片、第十三电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、电感和二极管；

所述稳压芯片的电源输入引脚VIN和使能引脚EN均与所述输入电源电连接，所述第四电容的第一端和所述第五电容的第一端均连接在所述稳压芯片的电源输入引脚VIN与所述输入电源之间的公共连接端上，所述第四电容的第二端和所述第五电容的第二端均接地；所述稳压芯片的多功能控制引脚RT/SYNC通过所述第十三电阻接地；所述稳压芯片的接地引脚GND和地电位引脚EPAD均接地，所述稳压芯片的采样引脚SS通过所述第七电容接地，所述稳压芯片的输入反馈引脚FB与所述后级偏置放大电路的输出端电连接；所述稳压芯片的开关引脚BOOT通过所述第六电容与所述稳压芯片的输出引脚SW电连接，所述稳压芯片的输出引脚SW还通过所述电感分别与所述输出反馈电路的输入端和外部设备电连接，所述二极管的负极连接在所述稳压芯片的输出引脚与所述电感之间的公共连接端上，所述二极管的正极接地，所述第八电容的第一端和所述第九电容的第一端均连接在所述电感与所述输出反馈电路的输入端之间的公共连接端上，所述第八电容的第二端和所述第九电容的第二端均接地。

6.根据权利要求5所述的可控制输出的DC-DC转换装置，其特征在于，所述输出反馈电路包括第十四电阻和第十五电阻；

所述第十四电阻的第一端连接在所述电感与所述外部设备之间的公共连接端上，所述第十四电阻的第二端通过所述第十五电阻接地，所述采样电路的输入端连接在所述第十四电阻的第二端与所述第十五电阻之间的公共连接端上。

7.根据权利要求1所述的可控制输出的DC-DC转换装置，其特征在于，所述装置还包括跟随电路；

所述跟随电路的输入端与所述输出反馈电路的输出端电连接，所述跟随电路的输出端与所述采样电路的输入端电连接。

8.根据权利要求7所述的可控制输出的DC-DC转换装置，其特征在于，所述跟随电路包括第三运放器；

所述第三运放器的电源输入引脚与电路供电端VCC电连接，所述第三运放器的接地引脚接地，所述第三运放器的正相输入引脚与所述输出反馈电路的输出端电连接，所述第三运放器的反相输入引脚与所述第三运放器的输出引脚电连接，所述第三运放器的输出引脚还与所述采样电路的输入端电连接。

9.根据权利要求1至8任一项所述的可控制输出的DC-DC转换装置，其特征在于，所述控制电路包括具有模数转换引脚和数模转换引脚的单片机；

所述采样电路的输出端与所述单片机的所述模数转换引脚电连接，所述单片机的所述数模转换引脚与所述前级偏置放大电路的输入端电连接。