具有数字设定功能的可调开关恒压源电路的制作方法
【专利说明】具有数字设定功能的可调开关恒压源电路
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种具有数字设定功能的可调开关恒压源电路，属于电子技术领域。
【背景技术】
[0003]目前压控电机驱动电路多采用PffM的控制方式，开关控制过程中产生较大的尖峰电压，且由于开关损耗造成驱动效率较低等问题。本发明将D/A电压实时调节与开关电源的功率输出相结合，设计通过数值设定实现输出电压实时可调的开关型恒压源电路，用于压控电机的控制，转换效率高、电磁干扰小。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种输出电压软件数字化控制的可调开关恒压源电路，通过软件调节D/A的输出电压，实现开关恒压源输出电压按比例实时的变化，采用开关型DC/DC变换器实现输出功率的放大，可作为压控电机驱动电路使用，也可作为功率型可调恒压源驱动电路使用。
[0005]本发明的技术方案:
一种具有数字设定功能的可调开关恒压源电路，其特征是，包括D/A芯片、一级运算放大器、减法器电路以及恒压源；
D/A芯片的输出电压经过一级运算放大器比例放大后，与基准源电压、恒压源的输出电压输入到减法器电路进行加减运算，运算结果输出作为恒压源的反馈信号，使得通过数字设定D/A芯片的输出电压按比例实时控制恒压源的输出电压。
[0006]所述恒压源为开关电源控制电路LM2677。
[0007]D/A芯片输出电压Vl进入一级运算放大器，通过第十电阻和第十一电阻构成同相比例放大电路，经放大后一级运算放大器的输出电压V2计算公式如下:
V2=V1X (1+R11/R10)(I)
RlO为第十电阻阻值，Rll为第十一电阻阻值。
[0008]一级运算放大器的输出电压V2通过第七电阻进入减法器负相输入端，同时，基准源的输出电压V3通过第六电阻、恒压源输出电压VOUT通过第三电阻一同进入减法器正相输入端；
三路输入通过减法器进行运算后的输出电压Vf’计算公式为:
Vf’ =R9X (V3/R6+V0UT/R3-V2/R7)(2)
其中，R3为第三电阻的阻值，R7为第七电阻的阻值，R6为第六电阻的阻值，R9为减法器输出端与正相输入端之间连接的反馈电阻的阻值。
[0009]设定R9=R6=R3=R7，则减法器的输出电压Vf ’为:
Vf ’ =V3+V0UT-V2(3) 恒压源输出电压VOUT计算公式为:
VOUT = Vf，+V2-V3(4)0
[0010]减法器的输出电压Vf ’反馈至恒压源的反馈端。
[0011]恒压源输出电压VOUT?V2。
[0012]本发明主要利用D/A芯片、运算放大器以及开关电源控制电路LM2677构成一个输出电压可调节开关恒压源电路。D/A输出电压经过一级运算放大器比例放大后，与基准源电压、开关恒压源输出电压输入到减法器电路进行加减运算，运算结果输出作为开关电源的反馈信号，从而实现通过数字设定D/A输出电压按比例实时控制恒压源输出电压。本设计中，D/A芯片输出电压为输出控制信号，开关电源进行输出的功率放大。
[0013]本发明具有以下几点创新性:
1、恒压源输出电压可通过软件控制D/A的输出电压按比例实时进行控制；
2、恒压源输出功率大小由采用的DC/DC变换器输出能力决定；
3、该恒压源用于压控电机控制时，具有尖峰电压小，转换效率高、电磁干扰小等优点。
【附图说明】
[0014]图1是具有数字调节功能的可调开关恒压源电路原理图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0016]如图1所示，D/A芯片NI输出电压Vl由输出端4号引脚输出，电压输出范围为O?5V。输出电压Vl进入运算放大器N2A，通过电阻RlO和Rll构成同相比例放大电路，放大后输出电压V2计算公式如下:
V2=V1X (1+R11/R10)(I)
运算放大器N2A输出电压V2通过电阻R7进入运算放大器N2B负相输入端，同时，基准源VDl的输出电压V3通过电阻R6、电源芯片输出电压VOUT通过电阻R3 —同进入运算放大器N2B正相输入端。三路输入通过运算放大器N2B构成加减运算电路，其中反馈电阻为R9。因此运算放大器N2B输出电压Vf ’计算公式为:
Vf’ =R9X (V3/R6+V0UT/R3-V2/R7)(2)
选取R9=R6=R3=R7，则运算放大器N2B输出电压为:
Vf ’ =V3+V0UT-V2(3)
对公式(3)进行变换，得出输出电压VOUT计算公式:
VOUT = Vf，+V2-V3(4)
运算放大器N2B输出电压Vf ’反馈至开关电源控制电路LM2677芯片Ul的反馈端。根据开关电源控制电路LM2677芯片Ul工作原理，反馈端电压Vf典型值为1.21V，且Vf = Vf’。选择合适基准源VDl使得输出电压V3值接近于1.21V，本设计中选用基准源VDl的芯片参考基准电压为1.24V。带入公式(4)中计算得出VOUT = V2-0.03。因此可以得出，本电路输出电压值由数字控制D/A芯片决定，且有VOUT?V2。
[0017]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种具有数字设定功能的可调开关恒压源电路，其特征是，包括D/A芯片、一级运算放大器、减法器电路以及恒压源； D/A芯片的输出电压经过一级运算放大器比例放大后，与基准源电压、恒压源的输出电压输入到减法器电路进行加减运算，运算结果输出作为恒压源的反馈信号，使得通过数字设定D/A芯片的输出电压按比例实时控制恒压源的输出电压。2.根据权利要求1所述的具有数字设定功能的可调开关恒压源电路，其特征是，所述恒压源为开关电源控制电路LM2677。3.根据权利要求1所述的具有数字设定功能的可调开关恒压源电路，其特征是，D/A芯片输出电压Vl进入一级运算放大器，通过第十电阻和第十一电阻构成同相比例放大电路，经放大后一级运算放大器的输出电压V2计算公式如下: V2=V1X (1+R11/R10)(I) RlO为第十电阻阻值，Rll为第十一电阻阻值。4.根据权利要求3所述的具有数字设定功能的可调开关恒压源电路，其特征是，一级运算放大器的输出电压V2通过第七电阻进入减法器负相输入端，同时，基准源的输出电压V3通过第六电阻、恒压源输出电压VOUT通过第三电阻一同进入减法器正相输入端； 三路输入通过减法器进行运算后的输出电压Vf ’计算公式为: Vf’ =R9X (V3/R6+V0UT/R3-V2/R7)(2) 其中，R3为第三电阻的阻值，R7为第七电阻的阻值，R6为第六电阻的阻值，R9为减法器输出端与正相输入端之间连接的反馈电阻的阻值。5.根据权利要求4所述的具有数字设定功能的可调开关恒压源电路，其特征是，设定R9=R6=R3=R7，则减法器的输出电压Vf ’为: Vf ’ =V3+V0UT-V2(3) 恒压源输出电压VOUT计算公式为: VOUT = Vf，+V2-V3(4)06.根据权利要求5所述的具有数字设定功能的可调开关恒压源电路，其特征是，减法器的输出电压Vf ’反馈至恒压源的反馈端。7.根据权利要求6所述的具有数字设定功能的可调开关恒压源电路，其特征是，恒压源输出电压VOUT?V2。
【专利摘要】本发明公开了一种具有数字设定功能的可调开关恒压源电路，包括D/A芯片、一级运算放大器、减法器电路以及恒压源；D/A芯片的输出电压经过一级运算放大器比例放大后，与基准源电压、恒压源的输出电压输入到减法器电路进行加减运算，运算结果输出作为恒压源的反馈信号，使得通过数字设定D/A芯片的输出电压按比例实时控制恒压源的输出电压。本发明的电路，恒压源输出电压可通过软件控制D/A的输出电压按比例实时进行控制；恒压源输出功率大小由采用的DC/DC变换器输出能力决定；该恒压源用于压控电机控制时，具有尖峰电压小，转换效率高、电磁干扰小等优点。
【IPC分类】G05F1/565
【公开号】CN105224011
【申请号】CN201510668433
【发明人】卢灿, 李坤, 傅旭东, 仇晨光, 李超, 孙帮东
【申请人】中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月13日