一種輸出電壓調節電路的制作方法

1.本發明涉及電源技術領域，且特別是有關于一種輸出電壓調節電路。


背景技術：

2.通常情況下，用于消防設備的電源輸出的直流電壓為定值電壓，然而，在實際使用時，各個消防設備的輸入電壓不總是一樣，需要在電源外接電位器進行人為調節后再連接消防設備，這帶來了很大的不便。


技術實現要素：

3.本發明旨在提供一種輸出電壓調節電路，其接收單片機的輸出信號，經過變換后在電路中產生電流信號來改變反饋端的電壓值，并由電壓反饋模塊將反饋的電壓值輸出給后級控制模塊，所述控制模塊根據設定的控制邏輯輸出控制信號給變換模塊，從而調節所述變換模塊的輸出電壓。
4.為達到上述目的，本發明的技術方案是：
5.一種輸出電壓調節電路，包括低通濾波模塊、采樣模塊、第一電阻、電壓反饋模塊，所述低通濾波模塊的輸入端連接單片機的輸出信號，所述低通濾波模塊的輸出端連接所述第一電阻的第一端，所述采樣模塊的輸入端連接輸出電壓，所述采樣模塊的輸出端與所述第一電阻的第二端連接，所述電壓反饋模塊的輸入端與所述采樣模塊的輸出端連接，所述電壓反饋模塊的輸出端作為所述輸出電壓調節電路的輸出端。
6.上述一種輸出電壓調節電路，還包括第二電阻、第一二極管，所述第二電阻的第一端與所述第一二極管的陰極連接，所述第一二極管的陽極與所述第一電阻的第一端連接，所述第二電阻的第二端與所述第一電阻的第二端連接。
7.上述低通濾波模塊包括運算放大器，所述運算放大器的輸入正端經過第一電容接地，所述運算放大器的輸入正端與第三電阻的第一端連接，所述第三電阻的第二端與第四電阻的第一端連接，所述第四電阻的第二端作為所述低通濾波模塊的輸入端，第二電容的第一端與所述第四電阻的第一端連接，所述第二電容的第二端與所述運算放大器的輸出端連接，所述運算放大器的輸入負端與所述運算放大器的輸出端連接，所述運算放大器的第一電源端接地，所述運算放大器的第二電源端連接第一電源，所述運算放大器的第二電源端經過第三電容接地，所述運算放大器的輸出端作為所述低通濾波模塊的輸出端。
8.上述采樣模塊包括第五電阻，所述第五電阻的第一端作為所述采樣模塊的輸入端，所述第五電阻的第二端與第六電阻的第一端連接，所述第六電阻的第二端接地，所述第六電阻的第一端作為所述采樣模塊的輸出端。
9.上述電壓反饋模塊包括穩壓器，所述電壓反饋模塊包括穩壓器，所述穩壓器的反饋端作為所述電壓反饋模塊的輸入端，第四電容和第七電阻串聯后與第五電容并聯，所述第五電容與所述穩壓器的反饋端以及所述穩壓器的陰極并聯，所述穩壓器的陽極接地，所述穩壓器的陰極連接第八電阻的第一端，所述第八電阻的第二端連接光電耦合器的輸入正
極，所述光電耦合器的輸入負極連接所述穩壓器的陰極，第二電源連接第九電阻的第一端，所述第九電阻的第二端連接所述光電耦合器的輸入正極，所述光電耦合器的第一輸出端作為所述電壓反饋模塊的輸出端，所述光電耦合器的第二輸出端接地。
10.上述單片機輸出pwm信號。
11.本發明還提供一種電能變換電路，包括上述的輸出電壓調節電路，還包括變換模塊和控制模塊，所述輸出電壓調節電路的輸出端與所述控制模塊的輸入端連接，所述控制模塊的輸出端連接所述變換模塊的控制端，所述變換模塊的輸入端連接輸入電壓，所述變換模塊的輸出端為所述輸出電壓。
12.上述變換模塊為一dc/dc變換模塊或者一ac/dc變換模塊。
13.有益效果，本發明的輸出電壓調節電路，使得電能變換電路輸出的直流電壓可調，通過設置電阻的阻值可以設定輸出電壓的調節范圍，提高了電能變換電路的適用性與靈活性。
14.為讓發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式作詳細說明如下。
附圖說明
15.圖1為本發明一種電能變換電路的框圖。
16.圖2為本發明一種輸出電壓調節電路第一具體實施例的電路示意圖。
17.圖3為本發明一種輸出電壓調節電路第二具體實施例的電路示意圖。
18.在附圖中，類似的附圖標號是指相同的附圖元件。
具體實施方式
19.為使本發明實施例的目的和技術方案更加清楚，下面將結合本發明實施例的附圖，對本發明實施例的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；谒枋龅谋景l明的實施例，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
20.圖1示出本發明一種電能變換電路的框圖。如圖1所示，一種電能變換電路100，包括輸出電壓調節電路101，所述輸出電壓調節電路101包括低通濾波模塊1，所述低通濾波模塊1的輸入端接收單片機輸出的pwm信號，經過低通濾波后在所述低通濾波模塊1的輸出端產生直流電壓v
dc
，直流電壓v
dc
的大小可以通過改變pwm波的占空比來調節。所述低通濾波模塊1的輸出端與電流信號模塊2的輸入端連接，所述電流信號模塊2將直流電壓v
dc
變換為一個電流信號。采樣模塊3的輸入端與輸出電壓v
out
連接，所述采樣模塊3的輸出端與所述電流信號模塊2的輸出端連接。所述采樣模塊3采樣輸出電壓v
out
并且同時接收來自所述電流信號模塊2的電流信號，電流信號會改變所述采樣模塊3輸出端的電壓值。電壓反饋模塊4的輸入端與所述采樣模塊3的輸出端連接，所述電壓反饋模塊4的輸出端與控制模塊5的輸入端連接，所述電壓反饋模塊4將所述采樣模塊3輸出的電壓值反饋給所述控制模塊5。所述控制模塊5的輸出端與變換模塊6的控制端連接，所述變換模塊6的輸入端連接輸入電壓v
in
，輸出變換后的電壓v
out
。所述控制模塊5接收來自所述電壓反饋模塊4的反饋信號，根據設定的控制邏輯輸出控制信號給所述變換模塊6，從而調節輸出電壓v
out
的大小。
21.更具體地，請參考圖2，圖2為圖1中本發明一種輸出電壓調節電路第一具體實施例的電路示意圖。如圖2所示，一種輸出電壓調節電路102，包括低通濾波模塊1、電流信號模塊2、采樣模塊3、電壓反饋模塊4。所述低通濾波模塊1包括電阻r1，所述電阻r1的第一端作為所述低通濾波模塊1的輸入端與單片機輸出的pwm信號連接，所述電阻r1的第二端與電阻r2的第一端連接，所述電阻r2的第二端連接電容c1的第一端，運算放大器a1的輸入正端經過所述電容c1接地，電容c2的第一端與所述電阻r1的第二端連接，所述電容c2的第二端與所述運算放大器a1的輸出端連接，所述運算放大器a1的電源端vin1接地，電源端vin2連接第一電源v1，所述電源端vin2經過電容c3接地，所述運算放大器a1的輸入負端連接所述運算放大器a1的輸出端，所述運算放大器a1的輸出端作為所述低通濾波模塊1的輸出端。所述低通濾波模塊1的輸入端接收單片機輸出的pwm信號u
pwm
，將單片機產生的pwm信號經過低通濾波后變換為直流電壓v
dc
并輸出。
22.所述電流信號模塊2包括電阻r3，所述電阻r3的第一端與所述低通濾波模塊1的輸出端連接，所述電阻r3將直流電壓v
dc
變換為電流信號is并輸出給采樣模塊3。所述采樣模塊3包括電阻r5、電阻r6，所述電阻r5的第一端作為所述采樣模塊3的輸入端連接輸出電壓v
out
，所述電阻r5的第二端與所述電阻r6的第一端連接，所述電阻r6的第二端接地，所述電阻r6的第一端與所述電阻r3的第二端連接，所述電阻r6的第一端為所述采樣模塊3的輸出端。所述采樣模塊3的功能是采樣輸出端的電壓v
out
并且同時接收來自所述電流信號模塊2的電流信號is，將所述電阻r6兩端的電壓作為采樣電壓vs輸出。
23.電壓反饋模塊4包括穩壓器ic1，所述穩壓器ic1的反饋端作為所述電壓反饋模塊4的輸入端與所述采樣模塊3的輸出端連接，電容c4和電阻r7串聯后與電容c5并聯用于調節所述穩壓器ic1的反饋特性，所述電容c5與所述穩壓器ic1的反饋端和所述穩壓器ic1的陰極并聯，所述穩壓器ic1的陽極接地，所述穩壓器ic1的陰極連接電阻r8的第一端，所述電阻r8的第二端連接光電耦合器op的輸入正極，所述電阻r8用于給所述穩壓器ic1提供一個工作電流，所述光電耦合器op的輸入負極連接所述穩壓器ic1的陰極，第二電源v2連接電阻r9的第一端，所述電阻r9的第二端連接所述光電耦合器op的輸入正極，所述電阻r9用來限制流過所述光電耦合器op的電流，所述光電耦合器op的第一輸出端作為所述電壓反饋模塊4的輸出端與后級控制模塊的輸入端連接，所述光電耦合器op的第二輸出端接地。所述穩壓器ic1的反饋端采樣所述采樣模塊3輸出的采樣電壓vs并與反饋端的參考電壓v
ref
比較，當所述采樣電壓vs不等于所述參考電壓v
ref
時，所述穩壓器ic1產生電流使所述光電耦合器op導通，并且所述光電耦合器op的光敏三極管輸出控制信號給所述控制模塊，所述控制模塊根據設定的控制邏輯輸出控制信號給所述變換模塊，從而調節輸出電壓v
out
的大小。
24.下面繼續結合圖2介紹本發明第一具體實施例的工作原理。在本發明第一具體實施例中，所述輸出電壓v
out
的設定值為42v，所述穩壓器ic1的反饋端的參考電壓v
ref
為2.5v。當輸出電壓v
out
為42v并且高于實際需要的電壓值時，單片機根據系統設定輸出占空比為d、幅值為a的pwm波u
pwm
給所述低通濾波模塊1，所述低通濾波模塊1將pwm波變換為直流電壓v
dc
，其中，v
dc
＝a*d并且v
dc
大于2.5v。由于所述采樣電壓vs此時等于所述參考電壓v
ref
為2.5v并且電壓v
dc
大于2.5v，通過所述電阻r3產生了流向所述電阻r6的第一端的電流信號is，根據基爾霍夫電流定律可以得到，此時所述電阻r6兩端的采樣電壓vs因為電流信號is的流入從2.5v提高到大于2.5v，所述穩壓器ic1的反饋端采樣到的采樣電壓vs大于參考電
壓v
ref
，所述穩壓器ic1會產生一個從所述穩壓器ic1的陰極流向陽極的電流，所述光電耦合器op導通，所述光電耦合器op的光敏三極管導通并且其第一輸出端輸出反饋電流i
fb
給所述控制模塊，所述控制模塊根據控制邏輯輸出控制信號給所述變換模塊，從而調節輸出電壓v
out
降低到實際需要的電壓值。
25.當輸出電壓v
out
的設定值為42v且低于實際需要的電壓值時，單片機根據系統設定輸出占空比為d、幅值為a的pwm波u
pwm
給所述低通濾波模塊1，所述低通濾波模塊1將pwm波變換為直流電壓v
dc
，其中，v
dc
＝a*d并且v
dc
小于2.5v。由于所述采樣電壓vs此時等于所述參考電壓v
ref
為2.5v并且電壓v
dc
小于2.5v，通過所述電阻r3產生了從所述電阻r6的第一端流出的反向的電流信號is，根據基爾霍夫電流定律可以得到，此時所述采樣電壓vs因為電流信號is的流出從2.5v降低到小于2.5v，所述穩壓器ic1的反饋端采樣的采樣電壓vs小于參考電壓v
ref
，所述穩壓器ic1會產生一個從所述穩壓器ic1的陰極流向陽極的電流，所述光電耦合器op導通，所述光電耦合器op的光敏三極管導通并且其第一輸出端輸出反饋電流i
fb
給所述控制模塊，所述控制模塊根據控制邏輯輸出控制信號給所述變換模塊，從而調節輸出電壓v
out
升高到實際需要的電壓值，所述輸出電壓v
out
的調節范圍可以通過調節所述電阻r3的阻值來設定。
26.圖3為圖1中本發明一種輸出電壓調節電路第二具體實施例的電路示意圖。如圖3所示，一種輸出電壓調節電路103，包括低通濾波模塊1、電流信號模塊2、采樣模塊3、電壓反饋模塊4。所述低通濾波模塊1包括電阻r1，所述電阻r1的第一端作為所述低通濾波模塊1的輸入端與單片機輸出的pwm信號連接，所述電阻r1的第二端與電阻r2的第一端連接，所述電阻r2的第二端連接電容c1的第一端，運算放大器a1的輸入正端經過所述電容c1接地，電容c2的第一端與所述電阻r1的第二端連接，所述電容c2的第二端與所述運算放大器a1的輸出端連接，所述運算放大器a1的電源端vin1接地，電源端vin2連接第一電源v1，所述電源端vin2經過電容c3接地，所述運算放大器a1的輸入負端連接所述運算放大器a1的輸出端，所述運算放大器a1的輸出端作為所述低通濾波模塊1的輸出端。所述低通濾波模塊1的輸入端接收單片機輸出的pwm信號u
pwm
，將單片機產生的pwm信號經過低通濾波后變換為直流電壓v
dc
并輸出。
27.所述電流信號模塊2包括第一支路21、第二支路22，電阻r3為所述第一支路21，電阻r4與二極管d1的陰極連接后為所述第二支路22，所述二極管d1的陽極與所述電阻r3的第一端連接后作為所述電流信號模塊2的輸入端與所述低通濾波模塊1的輸出端連接，所述電阻r4的第二端與所述電阻r3的第二端連接作為所述電流信號模塊2的輸出端，所述第一支路21和所述第二支路22將直流電壓v
dc
變換為電流信號is并輸出給所述采樣模塊3。
28.所述采樣模塊3包括電阻r5、電阻r6，所述電阻r5的第一端作為所述采樣模塊3的輸入端連接輸出電壓v
out
，所述電阻r5的第二端與所述電阻r6的第一端連接，所述電阻r6的第二端接地，所述電阻r6的第一端與所述電流信號模塊2的輸出端連接，所述電阻r6的第一端為所述采樣模塊3的輸出端。所述采樣模塊3的功能是采樣輸出端的電壓v
out
并且同時接收來自所述電流信號模塊2的電流信號is，將所述電阻r6兩端的電壓作為采樣電壓vs輸出。
29.電壓反饋模塊4包括穩壓器ic1，所述穩壓器ic1的反饋端作為所述電壓反饋模塊4的輸入端與所述采樣模塊3的輸出端連接，電容c4和電阻r7串聯后與電容c5并聯用于調節所述穩壓器ic1的反饋特性，所述電容c5與所述穩壓器ic1的反饋端和所述穩壓器ic1的陰
極并聯，所述穩壓器ic1的陽極接地，所述穩壓器ic1的陰極連接電阻r8的第一端，所述電阻r8的第二端連接光電耦合器op的輸入正極，所述電阻r8用于給所述穩壓器ic1提供一個工作電流，所述光電耦合器op的輸入負極連接所述穩壓器ic1的陰極，第二電源v2連接電阻r9的第一端，所述電阻r9的第二端連接所述光電耦合器op的輸入正極，所述電阻r9用來限制流過所述光電耦合器op的電流，所述光電耦合器op的第一輸出端作為所述電壓反饋模塊4的輸出端與后級控制模塊的輸入端連接，所述光電耦合器op的第二輸出端接地。所述穩壓器ic1的反饋端采樣所述采樣模塊3輸出的采樣電壓vs并與反饋端的參考電壓v
ref
比較，當所述采樣電壓vs不等于所述參考電壓v
ref
時，所述穩壓器ic1產生電流使所述光電耦合器op導通，并且所述光電耦合器op的光敏三極管輸出控制信號給所述控制模塊，所述控制模塊根據設定的控制邏輯輸出控制信號給所述變換模塊，從而調節輸出電壓v
out
的大小。
30.下面繼續結合圖3介紹本發明第二具體實施例的工作原理。在本發明第二具體實施例中，所述輸出電壓v
out
的設定值為42v，所述穩壓器ic1的反饋端的參考電壓v
ref
為2.5v。當輸出電壓v
out
為42v并且高于實際需要的電壓值時，單片機根據系統設定輸出占空比為d、幅值為a的pwm波u
pwm
給所述低通濾波模塊1，所述低通濾波模塊1將pwm波變換為直流電壓v
dc
，其中，v
dc
＝a*d并且v
dc
大于2.5v。由于所述采樣電壓vs此時等于所述參考電壓v
ref
為2.5v并且電壓v
dc
大于2.5v，通過所述第一支路21與所述第二支路22產生了流向所述電阻r6的第一端的電流信號is，其中，通過所述第一支路21的電流信號為i
s1
，通過所述第二支路22的電流信號為i
s2
，根據基爾霍夫電流定律可以得到，此時所述電阻r6兩端的采樣電壓vs因為電流信號is的流入從2.5v提高到大于2.5v，所述穩壓器ic1的反饋端采樣到的采樣電壓vs大于參考電壓v
ref
，所述穩壓器ic1會產生一個從所述穩壓器ic1的陰極流向陽極的電流，所述光電耦合器op導通，所述光電耦合器op的光敏三極管導通并且其第一輸出端輸出反饋電流i
fb
給所述控制模塊，所述控制模塊根據控制邏輯輸出控制信號給所述變換模塊，調節輸出電壓v
out
降低到實際需要的電壓值。
31.當輸出電壓v
out
為42v且低于實際需要的電壓值時，單片機根據系統設定輸出占空比為d、幅值為a的pwm波u
pwm
給所述低通濾波模塊1，所述低通濾波模塊1將pwm波變換為直流電壓v
dc
，其中，v
dc
＝a*d并且v
dc
小于2.5v。由于所述采樣電壓vs此時等于所述參考電壓v
ref
為2.5v并且電壓v
dc
小于2.5v，此時所述第二支路22中的所述二極管d1截止，沒有電流流過所述第二支路22，電流信號i
s2
為0，通過所述第一支路21產生了從所述電阻r6的第一端流出的反向的電流信號i
s1
，并且is等于i
s1
。根據基爾霍夫電流定律可以得到，此時所述采樣電壓vs因為電流信號is的流出從2.5v降低到小于2.5v，所述穩壓器ic1的反饋端采樣的采樣電壓vs小于參考電壓v
ref
，所述穩壓器ic1會產生一個從所述穩壓器ic1的陰極流向陽極的電流，所述光電耦合器op導通，所述光電耦合器op的光敏三極管導通并且其第一輸出端輸出反饋電流i
fb
給所述控制模塊，所述控制模塊根據控制邏輯輸出控制信號給所述變換模塊，從而調節輸出電壓v
out
升高到實際需要的電壓值。所述輸出電壓v
out
的調節范圍可以通過調節所述電阻r3、所述電阻r4的阻值來設定，在所述二極管d1的作用下，所述輸出電壓v
out
上升或者下降的調節范圍更靈活。
32.雖然本發明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護范圍當視后附的申請專利范圍所界定者為準。