[12]实用新型专利说明书
[21]ZL 专利号
02273042.7
[51]Int.CI7
H02M 7/02
[45]授权公告日2003年9月3日
[22]申请日2002.09.04[21]申请号02273042.7[73]专利权人深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司
地址518054广东省深圳市南山区南油大道新能
源大厦3、4层[72]设计人严百平 李劲松
[11]授权公告号CN 2571060Y
[74]专利代理机构深圳睿智专利事务所
代理人陈鸿荫
权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页
[54]实用新型名称
数字控制可调直流电压源
[57]摘要
一种数字控制可调直流电压源，包括AC/DC变换电路10、DC/DC升压变换电路20及其PWM(脉冲宽度调制)控制电路40，以及滤波采样电路30，它们顺序电连接，尤其是，还包括连接至所述PWM控制电路40的数字控制电路60，该数字控制电路60又包括数据缓冲器61(D1)、数/模转换器63(N3)和运算电路64(N4)、65(N5)，它们也是顺序电连接的；来自上位机的二进制数字控制信号Vdig引至所述数据缓冲器61(D1)输入端，从运算电路的65(N5)输出的参考电压Vref引至所述PWM控制电路40的调制器41(N1)相应输入端。同现有技术相比较，所述直流电压供电源的优点在于：它不仅体积小、效率高和精度高，而且调节方便，人机接口友好，使用灵活。
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权 利 要 求 书
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1.一种数字控制可调直流电压源，包括AC/DC变换电路(10)、DC/DC升压变换电路(20)及其PWM(脉冲宽度调制)控制电路(40)，以及滤波采样电路(30)，它们顺序电连接；其特征是：
还包括连接至所述PWM控制电路(40)的数字控制电路(60)，该数字控制电路(60)又包括数据缓冲器(61，D1)、数/模转换器(63，N3)和运算电路(64，N4)、(65，N5)，它们也是顺序电连接的；来自上位机的二进制数字控制信号Vdig引至所述数据缓冲器(61，D1)输入端，从运算电路的(65，N5)输出参考电压Vref引至所述PWM控制电路(40)的调制器(41，N1)相应输入端。
2.按照权利要求1所述的数字控制可调直流电压源，其特征在于： 所述数字控制电路(60)中，数据缓冲器(61，D1)不少于6位二进制数的输出线连接至数/模转换器(63，N3)的相应输入端，该数/模转换器(63，N3)的输出端Io又连接至运算电路的电压放大器(64，N4)的反相输入端“-”，该电压放大器(64，N4)的输出端除经电阻R01反馈至本身的输入端“-”之外，还经电阻R02接至模拟减法器(65，N5)的反相输入端“-”，所述模拟减法器(65，N5)的同相输入端“+”则经电阻R03接+5V电源和经电阻R04接地，该模拟减法器(65，N5)的输出端除经电阻R05反馈至本身的输入端“-”之外，又经电阻R06接至PWM控制电路(40)的调制器(41，N1)的Vref输入端。
3.按照权利要求1或2所述的数字控制可调直流电压源，其特征在于： 所述数据缓冲器(61，D1)适应输入数字控制电压Vdig的数据格式，采用8位二进制数的“反相缓冲器”芯片。
4.按照权利要求1或2所述的数字控制可调直流电压源，其特征在于： 所述PWM控制电路(40)的调制器(41，N1)采用电压控制型PWM芯片，设定其外围电路参数令其在f＝100KHz左右固定频率下工作，由输入的参考电压Vref控制作脉冲宽度调制。
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说 明 书
数字控制可调直流电压源
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技术领域 本实用新型涉及小功率直流电压源，尤其是涉及用数字信号输入来控制输出直流电压，使其大范围可调整的电源装置。
背景技术 现有技术可调整输出电压的小功率直流电压源，通常都用模拟方法给出参考电压Vref，将其在比较环节中同采样电压Vsam相减，利用得到的误差电压ΔV进行调节。例如借助手动调节的电位器，或者用可调电阻来给出模拟电压Vref。此方法的缺点是可靠性差，误差较大，并且容易受环境影响；另一种方法是使用线性电源，但使用该方法的后果是装置体积大、效率低，人机接口不友好，而且调节不方便，也不灵活。 发明内容 本实用新型的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种输出电压大小可以通过输入二进制数字信号来控制的直流电压源。本实用新型的目的可以通过采用以下技术方案来实现：设计制造一种数字控制可调直流电压源，包括AC/DC变换电路、DC/DC升压变换电路及其PWM(脉冲宽度调制)控制电路，以及滤波采样电路，它们顺序电连接。尤其是，还包括连接至所述PWM控制电路的数字控制电路，该数字控制电路又包括数据缓冲器、数/模转换器和运算电路，它们也是顺序电连接的；来自上位机的二进制数字控制信号Vdig引至所述数据缓冲器输入端，从运算电路输出的参考电压Vref引至所述PWM控制电路的相应输入端。
同现有技术相比较，本实用新型直流电压源的优点在于：它不仅体积小、效率高和精度高，而且调节方便，人机接口友好，使用灵活。
附图说明 图1所示是本实用新型直流电压源的整体原理框图； 图2是所述电压源DC/DC升压变换电路20的原理电路图； 图3是本实用新型电压源数字控制电路60的原理电路图。
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具体实施方式 以下结合各附图所示最佳实施例对本实用新型的数字控制可调直流电压源作进一步详述：所述电压源如图1所示，包括AC/DC变换电路10、DC/DC升压变换电路20及其PWM(脉冲宽度调制)控制电路40，以及滤波采样电路30，它们顺序电连接，尤其是，还包括连接至所述PWM控制电路40的数字控制电路60，该数字控制电路60又包括数据缓冲器61(D1)、数/模转换器63(N3)和运算电路64(N4)、65(N5)，它们也是顺序电连接的；来自上位机的二进制数字控制信号Vdig引至所述数据缓冲器61(D1)输入端，从运算电路的65(N5)输出的参考电压Vref引至所述PWM控制电路40的调制器41(N1)相应输入端。
本实用新型电压源的AC/DC变换电路10采用传统的开关电源，此处不再赘叙。所述DC/DC升压变换电路20，是现有技术常见的BOOST电路，参见图2，包括储能电感L01，开关晶体管VT1、整流二极管VD1、PWM调制器N1以及滤波器C01。N1工作于一定频率下，输出一系列矩形脉冲电压来驱动VT1，使其处于开关状态，此处选用f＝100KHz。VT1与VD1轮流导通，所得到的方波经C01滤波为直流电压；R02、R03对输出电压采样，采样所得信号Vsam与N1的2脚参考电压Vref进行比较，比较结果通过N1内部处理后，用来改变驱动VT1的电压脉冲宽度，使VT1的导通/关断时间比改变，从而使输出电压随之改变，达到控制目的。所述升压变换电路20输入电压直流20伏，输出电压为直流30至140伏可调整。
所述数/模转换器N3及电压放大器N4、模拟减法器N5实现从数字信号Vdig到恰当的模拟控制信号Vref的形成，如图3所示。所述数字控制电路60中，数据缓冲器61(D1)不少于6位二进制数的输出线连接至数/模转换器63(N3)的相应输入端，该数/模转换器63(N3)的输出端Io又连接至电压放大器64(N4)的反相输入端“-”，该电压放大器64(N4)的输出端除经电阻R01反馈至本身的输入端“-”之外，还经电阻R02接至模拟减法器65(N5)的反相输入端“-”，所述模拟减法器65(N5)的同相输入端“+”则经电阻R03接+5V电源和经电阻R04接地，该模拟减法器65(N5)的输出端除经电阻R05反馈至本身的输入端“-”之外，又经电阻R06接至PWM控制电路40的调制器41(N1)的Vref输入端。
所述数据缓冲器61(D1)适应输入数字控制电压Vdig的数据格式，采用8位二进制数
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02273042.7说 明 书 第3/3页
的“反相缓冲器”芯片，在本实用新型的最佳实施例中使用了日本国TOSHIBA的TC4049BP芯片。所述PWM控制电路40的调制器41(N1)采用电压控制型PWM芯片，具体地说，是ONSEMI公司的TL494芯片。设定其外围电路参数，令其在f＝100KHz左右固定频率下工作，由输入的参考电压Vref控制作脉冲宽度调制。该芯片价格便宜，可靠性高，参考电压Vref可以从外部给定。所述数/模转换器63(N3)使用的是美国NATIONALSEMICONDUCTOR公司DAC 0808八位芯片。
本实用新型的设计方案和实现方法可应用于需要不同功率和电压的场合，需要提高电压精度的场合可以选择位数更多的数/模转换器。本实用新型是一种简单可靠、实用性强、变换效率高的电源装置。
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说 明 书 附 图
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图2
图3
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