一種電源適配器及其輸出電壓調節電路和調節方法與流程

本發明屬于電源適配器領域，尤其涉及一種電源適配器及其輸出電壓調節電路和調節方法。

背景技術：

現有的電源適配器為了方便用戶使用，通常會設置較長的電源線。由于電源線本身具有一定的損耗電阻，電源線太長會使損耗電阻增大，導致最終輸出給負載的電能的電壓偏低。現有技術中，通常會將適配器的輸出電壓值稍微偏高設置，以保證負載電壓符合要求，然而，通過這種方式來調節負載電壓的方法，調節精度非常低，并不能準確的將適配器的輸出電壓調節至滿足負載電壓的電壓值。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種電源適配器及其輸出電壓調節電路和調節方法，旨在解決現有技術中，通常會將適配器的輸出電壓值稍微偏高設置，以保證負載電壓符合要求，然而，通過這種方式來調節負載電壓的方法，調節精度非常低，并不能準確的將適配器的輸出電壓調節至滿足負載電壓的電壓值的問題。

本發明是這樣實現的，一種電源適配器的輸出電壓調節電路，該電路外接電源和負載，所述電路包括：

用于檢測所述電源適配器的輸出電流的電流檢測模塊；

第一輸入端接所述電流檢測模塊的第一接線端、第二輸入端接所述電流檢測模塊的第二接線端的信號放大模塊；

輸入端接所述信號放大模塊的輸出端、反饋端與所述第一接線端和負載共 接、輸出端接地，用于反饋所述電源適配器的反饋電壓的電壓反饋模塊；

電流檢測引腳與所述第二接線端和所述信號放大模塊的第二輸入端共接、電壓檢測調節引腳接所述電壓反饋模塊的反饋端，通過檢測并調節所述電源適配器的反饋電壓來調節所述電源適配器的輸出電壓的pwm(pulsewidthmodulation，脈沖寬度調制)控制芯片。

優選的，所述電流檢測模塊包括電流檢測電阻rs，所述電流檢測電阻rs的兩個接線端分別為所述電流檢測模塊的第一接線端和第二接線端。

優選的，所述電壓反饋模塊包括反饋電阻r5、分壓電阻r6及分壓電阻r7，其中，反饋電阻r5的一端為所述電壓反饋模塊的輸入端，反饋電阻r5的另一端與分壓電阻r6的一端及分壓電阻r7的一端共接，分壓電阻r6的另一端為所述電壓反饋模塊的反饋端，分壓電阻r7的另一端為所述電壓反饋模塊的輸出端。

優選的，所述信號放大模塊包括放大器u1、電阻r1、電阻r2、平衡電阻r3及反饋電阻r4，其中，放大器u1的正相輸入端與電阻r1的一端及平衡電阻r3的一端共接，電阻r1的另一端為所述信號放大模塊的第一輸入端，平衡電阻r3的另一端接地；放大器u1的反相輸入端與電阻r2的一端及反饋電阻r4的一端共接，電阻r2的另一端為所述信號放大模塊的第二輸入端；放大器u1的輸出端與反饋電阻r4的另一端共接構成所述信號放大模塊的輸出端；放大器u1的電源端外接電源，接地端接地。

優選的，當所述電源適配器的反饋電壓的大小在所述放大器u1的額定工作電壓范圍內時，所述放大器u1的電源端接所述反饋模塊的反饋端。

優選的，所述放大器u1為lm358d型運算放大器。

優選的，所述平衡電阻r3為可調電阻。

本發明實施例還提供一種基于如前所述的電源適配器的輸出電壓調節電路的電壓調節方法，所述方法由所述pwm控制芯片來執行，具體包括：

獲取所述電流檢測模塊檢測到的所述電源適配器的輸出電流i；

獲取所述電壓反饋模塊檢測到的所述電源適配器的反饋電壓v；

根據公式v0＝v-i*rl，計算所述電源適配器的輸出電壓v0，其中，rl為已知的所述電源適配器與所述負載之間連接線及負載pcb板的等效電阻；

調節所述電源適配器的反饋電壓v，以調節所述電源適配器的輸出電壓v0。

本發明實施例還提供一種基于前述的電源適配器的電壓調節電路的電壓調節方法，所述電流檢測模塊為電流檢測電阻rs，所述方法包括：

根據公式v0＝rs*vfb*r3/2r1*rl-vfb，計算所述電源適配器的輸出電壓v0；

調節所述平衡電阻r3的阻值，以使所述電源適配器具有不同的輸出電壓v0；

其中，rs為已知的電流檢測電阻rs的阻值，vfb為已知的所述pwm控制芯片的基準工作電壓值，rl為已知的所述電源適配器與所述負載之間連接線及負載pcb板的等效電阻，r1為已知的電阻r1的阻值，r3為已知的平衡電阻r3的阻值。

本發明實施例還提供一種電源適配器，包括如前所述的電源適配器的輸出電壓調節電路。

本發明與現有技術相比，其有益效果在于：

通過檢測電源適配器的輸出電流和反饋電壓，并通過pwm控制芯片來調節電源適配器的反饋電壓，可以實現對電源適配器的輸出電壓的精確調節，從而使最終輸出給負載的電壓符合負載電壓要求；

通過采用調節電源適配器的反饋電壓v，來調節電源適配器的輸出電壓v0的方法，可實現對內部電路結構固定不可更改的電源適配器的輸出電壓的精確調節；

通過采用調節所述平衡電阻r3的阻值，來使所述電源適配器具有不同的輸出電壓v0的方法，可實現在出廠階段，使具有相同電路結構的電源適配器可以適用于不同的負載；

通過采用可調電阻作為平衡電阻r3，可簡單方便的實現對電源適配器的輸 出電壓的精確調節。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的電源適配器的輸出電壓調節電路的基本結構框圖；

圖2是本發明實施例提供的電源適配器的輸出電壓調節電路的具體結構框圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

圖1是本發明實施例提供的電源適配器的輸出電壓調節電路的基本結構框圖。

如圖1所示，本發明實施例提供的電源適配器的輸出電壓調節電路100，包括電流檢測模塊10、信號放大模塊20、電壓反饋模塊30和pwm控制芯片40。

電流檢測模塊10，用于檢測所述電源適配器的輸出電流。

在具體應用中，電流檢測模塊10可以是具有電流檢測功能的任意電路結構或器件，例如：在已知電壓值大小的情況下，通過公式i＝u/r來檢測電流大小的電阻。

信號放大模塊20的第一輸入端接所述電流檢測模塊10的第一接線端、第二輸入端接所述電流檢測模塊10的第二接線端。

在具體應用中，信號放大模塊20可以選用任意具有誤差放大運算功能的電路結構或器件。

電壓反饋模塊30的輸入端接所述信號放大模塊20的輸出端、反饋端與所述電流檢測模塊10第一接線端和負載200共接、輸出端接地，用于反饋所述電 源適配器的反饋電壓。

pwm控制芯片40的電流檢測引腳與所述電流檢測模塊10第二接線端和所述信號放大模塊20的第二輸入端共接、電壓檢測調節引腳接所述電壓反饋模塊30的反饋端，通過檢測并調節所述電源適配器的反饋電壓來調節所述電源適配器的輸出電壓。

本實施例中pwm控制芯片40，通過檢測反饋電壓的電壓值，并在該反饋電壓值不符合負載的電壓要求時，通過調節該反饋電壓的電壓值大小，來實現對電源適配器的輸出電壓的調節，以使該輸出電壓符合負載的電壓要求。

圖2是本發明實施例提供的電源適配器的輸出電壓調節電路的具體結構框圖。

如圖2所示，本實施例是在圖1所示的電壓調節電路的基礎上所做的進一步細化。

在本實施例中，所述電流檢測模塊10包括電流檢測電阻rs，所述電流檢測電阻rs的兩個接線端分別為所述電流檢測模塊10的第一接線端和第二接線端。

所述信號放大模塊20包括放大器u1、電阻r1、電阻r2、平衡電阻r3及反饋電阻r4，其中，放大器u1的正相輸入端與電阻r1的一端及平衡電阻r3的一端共接，電阻r1的另一端為所述信號放大模塊20的第一輸入端，平衡電阻r3的另一端接地；放大器u1的反相輸入端與電阻r2的一端及反饋電阻r4的一端共接，電阻r2的另一端為所述信號放大模塊20的第二輸入端；放大器u1的輸出端與反饋電阻r4的另一端共接構成所述信號放大模塊20的輸出端；放大器u1的電源端外接電源vcc，接地端接地。

由于在針對不同的負載設計對應的電源適配器時，電源適配器的標稱反饋電壓大小是預先可以根據設計電路精確計算得出的，即使在后期使用過程中，由于電源線和負載pcb板的阻抗問題，需要對該反饋電壓進行調節，但是調節后的反饋電壓的電壓值并不會與出廠前的標稱值有太大出入，仍然在可預估的 電壓范圍內。因此，在一優選實施例中，當所述電源適配器的反饋電壓的大小在所述放大器u1的額定工作電壓范圍內時，所述放大器u1的電源端可以接所述反饋模塊的反饋端以輸入電能，而不用外接其他電源。

在一優選實施例中，所述放大器u1為lm358d型運算放大器。

在一優選實施例中，所述平衡電阻r3為可調電阻。

所述電壓反饋模塊30包括反饋電阻r5、分壓電阻r6及分壓電阻r7，其中，反饋電阻r5的一端為所述電壓反饋模塊30的輸入端，反饋電阻r5的另一端與分壓電阻r6的一端及分壓電阻r7的一端共接，分壓電阻r6的另一端為所述電壓反饋模塊30的反饋端，分壓電阻r7的另一端為所述電壓反饋模塊30的輸出端。

本發明實施例還提供一種基于圖2所示的電源適配器的輸出電壓調節電路的電壓調節方法，所述方法由所述pwm控制芯片來執行，具體包括：

獲取所述電流檢測模塊檢測到的所述電源適配器的輸出電流i；

獲取所述電壓反饋模塊檢測到的所述電源適配器的反饋電壓v；

根據公式v0＝v-i*rl，計算所述電源適配器的輸出電壓v0，其中，rl為已知的所述電源適配器與所述負載之間連接線及負載pcb板的等效電阻；

調節所述電源適配器的反饋電壓v，以調節所述電源適配器的輸出電壓v0。

本發明實施例還提供一種基于圖2所示電源適配器的電壓調節電路的電壓調節方法，所述電流檢測模塊為電流檢測電阻rs，所述方法包括：

根據公式v0＝rs*vfb*r3/2r1*rl-vfb，計算所述電源適配器的輸出電壓v0；

調節所述平衡電阻r3的阻值，以使所述電源適配器具有不同的輸出電壓v0；

其中，rs為已知的電流檢測電阻rs的阻值，vfb為已知的所述pwm控制芯片的基準工作電壓值，rl為已知的所述電源適配器與所述負載之間連接線及負載pcb板的等效電阻，r1為已知的電阻r1的阻值，r3為已知的平衡電阻r3的阻值。

如圖2所示，結合具體的應用，所述輸出電壓的詳細計算步驟如下：

v反饋電壓檢測點，v0為電源適配器的輸出電壓，rl為已知的所述電源適配器與所述負載之間連接線及負載pcb板的等效電阻，rs為已知的電流檢測電阻rs的阻值，vfb為已知的所述pwm控制芯片的基準工作電壓值，r1～r7為已知的電阻r1～r7的阻值，設電源適配器的輸出電流為i，v1、v2是為了方便計算而設置的電壓點，其中，r1＝r2、r3＝r4、r5＝r7；

由圖2所示的電路，可得到下列公式：

v1＝vb*r3/(r1+r3)；

va-vb＝i*rs；

(va-v1)/r2＝(v1-v2)/r4；

將r1＝r2、r3＝r4代入上面三個公式可得：

v2＝(-r3/r1)*i*rs；

當輸出電流i＝0時，v2＝0，v＝v0，r5＝r7；

r6/(r5/2+r6)＝vfb/v0；

由上面公式可得：

r6＝(r5/2)*vfb/(v0-vfb)；

當輸出電流為i時：

v0＝v-i*rl；

(v-vfb)/r6＝vfb/r7+(vfb-v2)/r5；

由上面公式可得：

v0＝rs*vfb*r3/2r1*rl-vfb。

本發明實施例還提供一種電源適配器，包括如前所述的電源適配器的輸出電壓調節電路。

上述一種電源適配器的輸出電壓調節電路、電壓調節方法以及電源適配器，在具體應用中，電源適配器通過采用如前所述的輸出電壓調節電路，可以實現在出廠之前，通過選用具有不同阻值的平衡電阻r3，使具有相同電路結構的電 源適配器可以適用于具有不同電壓要求的負載；也可以實現在出廠之后，通過pwm控制芯片調節反饋電壓的大小，實現對電源適配器的輸出電壓的調節，使其可以適用于具有不同電壓要求的負載。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。