專利名稱：低電壓輸出電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電壓輸出控制技術(shù)，尤其涉及一種低電壓輸出電路，屬于電子領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常遇到外部提供的電源不能滿足電子系統(tǒng)電
源需求的情況，例如，外部提供的電源電壓為5V，而電子系統(tǒng)工作需要的電壓為2.5V。此時(shí)，需要使用特定的電子電路，將已有的電源轉(zhuǎn)換成滿足使用要求的電源。這種電源轉(zhuǎn)換的技術(shù)被稱為電源變換技術(shù)，完成電源轉(zhuǎn)換功能的電子電路被稱為電源變換模塊。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中電源變換模塊的原理結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，電源變換模塊包括控制器、開關(guān)調(diào)整電路、反饋電路及輸出電容。在工作時(shí)，控制器通過控制開關(guān)調(diào)整電路，將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓；控制器通過反饋電路監(jiān)控電源的輸出電壓，據(jù)此調(diào)整開關(guān)調(diào)整電路，從而保證電源輸出電壓的穩(wěn)定性。通過開關(guān)調(diào)整電路，電源變換模塊將輸入電壓的功率直接傳輸?shù)捷敵龆?，其間存在微小的功率損耗，實(shí)現(xiàn)了較高的電源變換效率；并且可以得到較為精確的輸出電壓，因此這種電源變換模塊在電子系統(tǒng)中得到的廣泛的應(yīng)用。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)中電源變換模塊的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。圖2中示出了反饋電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如虛框中所示)，反饋電路包括電阻R1和電阻R2。反饋電路將輸出電壓進(jìn)行分壓，將分壓結(jié)果輸入到控制器內(nèi)運(yùn)算放大器的正輸入管腳，使輸出電壓的分壓結(jié)果與控制器內(nèi)的參考電壓比較，然后，控制器根據(jù)運(yùn)算放大器的比較結(jié)果對開關(guān)調(diào)整電路進(jìn)行調(diào)整，從而得到穩(wěn)定的輸出電壓。
在圖2所示的電源變換模塊中，輸出電壓的大小與控制器的參考電壓有
關(guān)。由于電阻R2兩端的電壓差為Vadj,根據(jù)電阻分壓原理，輸出電壓為Vadjx (1+R1/R2);又根據(jù)運(yùn)算放大器的虛短原理，VAD;與控制器的參考電壓Vref大小相等，所以輸出電壓為Vrefx (1+R1/R2),由此可知，輸出電壓不低于VrefX (1+R1/R2)?？刂破鞯膮⒖茧妷阂话銥?.2V或0.8V,參考電壓越低，控制器的成本相應(yīng)的會大大增加。目前電子系統(tǒng)所需電壓越來越低,而現(xiàn)有技術(shù)反饋電路受到控制器參考電壓的限制，使得輸出電壓不能低于Vrefx (l+Rl/R2)。當(dāng)前業(yè)界對低電壓輸出的解決方法是盡量減小控制器的參考電壓，如參考電壓最低至0.6V,隨之而來的是成本卻大大增加；若電源系統(tǒng)需要低于0.6V的電壓，現(xiàn)有技術(shù)沒有提供相關(guān)的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低電壓輸出電路，不需要調(diào)整參考電壓，就能提供低電壓，有效地降低成本。
本發(fā)明提供的低電壓輸出電路，包括控制器、開關(guān)調(diào)整電路以及反饋電路，所述反饋電路包括第一電路、第二電路和輸出電壓為正電壓的第三電路，所述第一電路的一端與所述開關(guān)調(diào)整電路的輸出端連接，所述第一電路的另一端與所述第二電路的一端連接，所述第二電路的另一端與所述第三電路的輸出端連接，所述第三電路的輸入端和所述第一電路的另一端均與所述控制器內(nèi)運(yùn)算放大器的輸入端連接。
本發(fā)明通過增加第三電t 1f^^^W男 一端￥第三電路的輸出端連接，使得低電壓輸出電路的輸出電壓與第三電路的輸出的正電壓相關(guān)，通過設(shè)置第三電路的輸出的正電壓，不需要減小參考電壓，即可提供低電壓。本發(fā)明利用反饋來調(diào)節(jié)和降低低電壓輸出電路的輸出電壓，使得低電壓輸出電路的輸出電壓不受控制器參考電壓的限制，能夠提供超低壓，同時(shí)有效地降
5低了成本。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中電源變換模塊的原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中電源變換模塊的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明低電壓輸出電路一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明低電壓輸出電路另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖3為本發(fā)明低電壓輸出電路一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，本實(shí)施例包括控制器、開關(guān)調(diào)整電路和反饋電路，該反饋電路(如虛框中所示)包括第一電路、第二電路和輸出電壓為正電壓第三電路，本實(shí)施例第一電路可以包括第一電阻，第二電路包括第二電阻，進(jìn)一步的，第一電路具體為作為第一電阻的Rl，第二電路具體為作為第二電阻的R2。本實(shí)施例第一電路和第二電路不僅限于包括一個(gè)電阻，也可以是由多個(gè)電阻串聯(lián)或并聯(lián)組成。
Rl的一端與開關(guān)調(diào)整電路的輸出端連接，即R1的一端連接有低電壓輸出電路的輸出電壓；Rl的另一端與R2的一端連接；R2的另一端與第三電路的輸出端連接；第三電路的輸入端和R1的另一端均與控制器內(nèi)運(yùn)算放大器的輸入端連接。
本實(shí)施例的原理為將R2的另一端連接到第三電路的輸出端上，這樣，相當(dāng)于減少了 R2兩端的電壓差。具體地說，用V，表示第三電路輸出端的輸出電壓，根據(jù)電阻分壓原理可知，低電壓輸出電路的輸出電壓為Vadj*(1+R1/R2)-V， * (Rl/R2)，又根據(jù)運(yùn)算放大器的虛短原理，Vadj與控制器的參考電壓Vref大小相等，所以低電壓輸出電路的輸出電壓為VreF* (l+Rl/R2)-V，* (Rl/R2)。
本實(shí)施例中，V，為第三電路的輸出電壓，V，為正值。本實(shí)施例可以通過設(shè)置V，，不需要減小Vref，即可提供低電壓。例如將V，進(jìn)行設(shè)置，使得R2兩端為一個(gè)很小的電壓，則整個(gè)低電壓輸出電路的輸出電壓小于VreF*(1+Rl/R2)，接近于Vref;在某些條件下，整個(gè)低電壓輸出電路的輸出電壓可以小于參考電壓，例如將V，設(shè)置為大于Vref的植，R2兩端為一負(fù)壓，整個(gè)
電路的輸出電壓就小于Vref。
進(jìn)一步的，該V，可以為一可調(diào)的電壓，可以隨時(shí)調(diào)節(jié)V，得到適合的輸出電壓。
本實(shí)施例通過增加第三電路，將R2的另一端與第三電路的輸出端連接，使得低電壓輸出電路的輸出電壓與第三電路的輸出電壓相關(guān)，通過設(shè)置第三電路的輸出電壓，不需要減小參考電壓，即可提供低電壓。本實(shí)施例利用反饋來調(diào)節(jié)和降低低電壓輸出電路的輸出電壓，使得低電壓輸出電路的輸出電壓不受控制器參考電壓的限制，能夠提供超低壓，同時(shí)有效地降低了成本。
圖4為本發(fā)明低電壓輸出電路另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，提供了一種第三電路的具體實(shí)現(xiàn)方式。如圖4所示，第三電路包括放大器、第三電阻R3、第四電阻R4和可變電阻R5。
本實(shí)施例中放大器具體為LM358放大器，LM358放大器包括兩個(gè)運(yùn)算放大器，其具有8個(gè)輸入/輸出端，其中，第2端與R2的另一端連接，第5端與控制器內(nèi)運(yùn)算放大器的正輸入管腳連接；第3端與R5的滑動端連接；R5的一非滑動端與放大器的第7端和R4的一端連接；R4的另一端與放大器的第6端和R3的一端連接；R3的另一端接地，R5的另一非滑動端接地。
進(jìn)一步的，放大器的第1端與R2的另一端連接；放大器的第4端接地；放大器的第8端外接輸入電壓；
為了使整個(gè)低電壓輸出電路的輸出電壓可以達(dá)到0V, Rl、 R2、 R3和R4的阻值關(guān)系可以為A±A = A±A。進(jìn)一步的，R1和R3阻值可以相等，R2
及3 《
和R4阻值可以相等。
上述反饋電路(如虛框中所示)通過改變可變電阻R5的負(fù)載電阻(靠近地端的電阻)與R5總阻值的比例，可以調(diào)節(jié)第三電路的輸出電壓，進(jìn)而可以調(diào)節(jié)整個(gè)低電壓輸出電路的輸出電壓大小，具體分析如下。
用Vi表示LM358中運(yùn)算放大器第i端的輸出電壓，例如，LM358第7端的輸出電壓為V7。
將可變電阻R5調(diào)到最左邊，也即將LM358的第7端和第3端連接，根據(jù)運(yùn)算放大器的虛短原理可得
根據(jù)電阻分壓原理可得
F6 =
/ 3 + i 4
根據(jù)運(yùn)算放大器的虛短原理可得根據(jù)電阻分壓原理可得
_(及1 +及2) — KowZ *及2
(1)
(2)
(3)
(4)
當(dāng)^^-^^，根據(jù)式(1)_(4)可得^^ = or，所以，低電壓輸出電路
的最小輸出電壓為ov。
假設(shè)可變電阻R5的負(fù)載電阻R，與R5總阻值的比例為k時(shí)，也即R'=k*R5, k的取值范圍為[O， l]。根據(jù)電阻分壓原理可得
匸=衛(wèi) (5)及5 及'
由于R，-]^R5，所以V3-1^V7,再根據(jù)虛短原理，V3=V2,綜合這幾式3曰
可付
F2 = F3 = "r7 (6) 當(dāng)滿足AlA-AlA時(shí)，根據(jù)式(l)-(4)和式(6)可得
y("岸+甲顏 (7) i 2
由于k的取值范圍為[O， l]，所以低電壓輸出電路的輸出電壓的最小值為 0V,實(shí)現(xiàn)了超低壓輸出的目的。
本實(shí)施例通過增加第三電路，將R2的另一端與第三電路的輸出端連接， 使得低電壓輸出電路的輸出電壓與第三電路的輸出電壓相關(guān)，通過設(shè)置第三 電路的輸出電壓，不需要減小參考電壓，即可提供低電壓。并且第三電路的 輸出電壓為可調(diào)電壓，可以隨時(shí)對其進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而得到適合的輸出電壓。 本實(shí)施例利用反饋來調(diào)節(jié)和降低低電壓輸出電路的輸出電壓，使得低電壓輸 出電路的輸出電壓不受控制器參考電壓的限制，同時(shí)有效地降低了成本。
需要說明的是，在本發(fā)明的啟示下，采用與運(yùn)算放大器電路類似的不 同方式實(shí)現(xiàn)在輸出電壓分壓電阻上增加偏置電壓，從而達(dá)到輸出超低電壓 的性能，屬于本發(fā)明所要保護(hù)的范圍。
另夕卜，本發(fā)明不僅限于采用增加第三電路，達(dá)到輸出超低電壓的目的， 也可以在圖2的基礎(chǔ)上，在R2與地電平之間增加一個(gè)負(fù)電壓源，也可以 使得整個(gè)電路的輸出電壓小于控制器的參考電壓，達(dá)到輸出超低電壓的目 的。但是，與釆用負(fù)電壓源的電路相比，采用第三電路的低電壓輸出電路 成本4交^氐。
最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其 限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或 者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技
術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種低電壓輸出電路，包括控制器、開關(guān)調(diào)整電路以及反饋電路，其特征在于所述反饋電路包括第一電路、第二電路和輸出電壓為正電壓的第三電路，所述第一電路的一端與所述開關(guān)調(diào)整電路的輸出端連接，所述第一電路的另一端與所述第二電路的一端連接，所述第二電路的另一端與所述第三電路的輸出端連接，所述第三電路的輸入端和所述第一電路的另一端均與所述控制器內(nèi)運(yùn)算放大器的輸入端連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電壓輸出電路，其特征在于，所述第三電 路的輸出電壓為一可調(diào)的正電壓。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的低電壓輸出電路，其特征在于，所述第一電 路包括第一電阻，所述第二電路包括第二電阻。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的低電壓輸出電路，其特征在于，所述第 三電路包括放大器、第三電阻、第四電阻和可變電阻；所述放大器的第2端與所述第二電路的另一端連接，所述放大器的第5 端與所述控制器內(nèi)運(yùn)算放大器的輸入端連接；所述放大器的第3端與所述可變電阻的滑動端連"t妄；所述可變電阻的一 非滑動端與所述放大器的第7端和所述第四電阻的一端連接，所述第四電阻 的另一端與所述》文大器的第6端和所述第三電阻的一端連4妄；所述第三電阻的另一端^l妾地，所述可變電阻的另一非滑動端^^地。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低電壓輸出電路，其特征在于，所述放大器 的第1端與所述第二電路的另一端連接，所述放大器的第4端接地，所述放 大器的第8端外接輸入電壓。
6、 據(jù)權(quán)利要求4所述的低電壓輸出電路，其特征在于，第一電阻的阻 值為R1，第二電阻的阻值為R2，第三電阻的阻值為R3，第四電阻的阻值為 R4;
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的低電壓輸出電路，其特征在于，所述第一電 阻與所述第三電阻的阻值相等，所述第二電阻與所述第四電阻的阻值相等。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低電壓輸出電路，其特征在于，所述放大器 為LM358》文大器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低電壓輸出電路，包括控制器、開關(guān)調(diào)整電路以及反饋電路，所述反饋電路包括第一電路、第二電路和輸出電壓為正電壓的第三電路，所述第一電路的一端與所述開關(guān)調(diào)整電路的輸出端連接，所述第一電路的另一端與所述第二電路的一端連接，所述第二電路的另一端與所述第三電路的輸出端連接，所述第三電路的輸入端和所述第一電路的另一端均與所述控制器內(nèi)運(yùn)算放大器的輸入端連接。本發(fā)明通過增加第三電路，利用反饋來調(diào)節(jié)和降低低電壓輸出電路的輸出電壓，使得低電壓輸出電路的輸出電壓不受控制器參考電壓的限制，能夠提供超低壓，同時(shí)有效地降低了成本。
文檔編號H02M3/00GK101510724SQ20091008108
公開日2009年8月19日 申請日期2009年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者柯超額 申請人:福建星網(wǎng)銳捷網(wǎng)絡(luò)有限公司