一种恒电压输出控制方法及电路技术

本发明专利技术涉及一种恒电压输出控制方法及电路，包括以下步骤：S101：对输入电压Vin进行采样；S102：对输入电压Vin进行线性分段，分为V1，V2，V3，......，Vi；，求得线性输入电压Vi′；S103：将线性输入电压Vi′作为Vi的基准值Vref i；S104：线性化过程中输出一组呈等差数列增长的基准电压V0～Vk；S105：当输出的基准电压Vj大于Vref i时开启功率管，持续ton时间后功率管关闭，直到下一次输出的基准电压Vp大于Vref i时开启功率管，以此类推，从而保证输出电压有效值Vo_rms恒定，其中，j，p(0，k)。

【技术实现步骤摘要】
一种恒电压输出控制方法及电路
本专利技术涉及电源管理领域，特别涉及一种恒电压输出控制方法及电路。
技术介绍
对于恒电压输出控制技术，目前存在多种实现方案，总体分为三大类：1、第一类是利用三极管Vbe与Ic存在的对数关系，通过一定的电路组合形式，构造出Io∝k·Ii2，例如图1，图2所示：VBE1+VBE2-VBE3-VBE4＝02、第二类则是利用mos工作在饱和区时Id电流与Vgs之间存在平方律的关系，通过一定的电路组合形式，构造出Vo∝k·Vi2，例如图3，图4所示，VBE1+VBE5+VBE2＝VBE3+VBE4+VBE6其中图3利用误差放大器，采用线性控制的方法实现恒定Vo_rms2，图4则利用误差放大器或者MCU，采用开关的方式实现恒定Vo_rms2，图4在vout采样处有一个filter(过滤器)；3、第三类主要是利用一个乘法器，例如图5所示，K*(Vout+Vth1-Vth2)2*R1＝Ib2*R2，ifVth1＝Vth2；R1＝R2，则Vout2＝Ib2/K将Vout的采样信号进行相乘，再将相乘的信号送入误差放大器或者MCU，利用误差放大器或者算法，计算出功率管开关的占空比，实现恒定Vo_rms2控制。以上三种方式都可以实现输出电压Vo_rms2恒定的功能，但前两种方案由于在工艺制造上不可避免的存在工艺偏差，无论是双载子晶体管(bjt)还是mos管，其参数变化都会比较大，比如bjt的电流放大倍数β，mos的阈值电压Vth差别就很大，这种差别会使输出电压Vo_rms2偏差较大，而为了减少这种工艺带来的偏差，提高输出电压Vo_rms2的精度，就需要更复杂的电路，从而消耗更多的资源。第三种方案由于使用了乘法器和MCU，电路复杂度和成本都会变高。此外，三种方案中都使用了反馈，为了达到系统稳定，不论是误差放大器或者MCU，在系统环路中都必须进行补偿，这无形中使得电路变得复杂很多，也会消耗更多的资源。特别是对于PWM的调整方案，如果开关频率太低的话，需要的补偿面积会非常大，消耗的资源就更多了。
技术实现思路
本专利技术的一个在于克服现有技术中存在的恒电压Vo_rms输出精度受工艺偏差影响较大，实现电路过于复杂的问题和缺陷，提供了一种简单、有效地实现高精度恒电压输出的控制方法及电路。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种恒电压输出控制方法，包括以下步骤：S101：对输入电压Vin进行采样；S102：对采样的输入电压Vin线性化；根据实际精度要求，对输入电压Vin进行线性分段，分为V1，V2，V3，......，Vi；计算输出电压有效值Vo_rms平方与输入电压Vi平方的比Di，根据确定的输出电压有效值Vorms，设定功率管的导通时间ton；根据不同的输入电压Vin，计算对应的理想周期Ti，将周期Ti在输入电压Vin范围内(V1～Vi)线性化，得到线性化后的Ti′；根据公式和构建Ti＝f(Vi)的线性函数，根据Ti′求得线性输入电压Vi′；S103：将线性输入电压Vi′作为Vi的基准值Vrefi；S104：线性化过程中输出一组呈等差数列增长的基准电压V0～Vk；S105：当输出的基准电压Vj大于Vrefi时开启功率管，持续ton时间后功率管关闭，直到下一次输出的基准电压Vp大于Vrefi时开启功率管，以此类推，从而保证输出电压有效值Vo_rms恒定，其中，j，p(0，k)。作为优选，输出电压有效值Vorms不小于输入电压Vin的最小值V1。作为优选，输入电压Vin的范围为V1～Vi。作为优选，线性输入电压Vi′发生变化之后，功率管的导通时间ton不变，功率管的关闭时间toff根据输入电压Vi′的变化而变化。本专利技术还提供了一种用于实现恒电压输出控制方法的恒电压输出电路，包括：电阻R1～R4，第一放大器EA1，第二放大器EA2，电阻RR0～RR33，功率管m1～m10，比较器comp，多路选择器，计时器，逻辑运算单元logic，驱动单元drv以及功率管Mp；电阻R1第一端与输入电压Vin连接，电阻R1第二端与第一放大器EA1第一输入端、电阻R2第一端连接，电阻R2第二端接地；第一放大器EA1输出端与功率管m7栅极连接，第一放大器EA1第二输入端与功率管m7源极、电阻R3第一端连接，电阻R3第二端与电阻R4第一端、功率管m9源极、功率管m10源极连接并接地，电阻R4第二端输出基准值Vrefi；功率管m7漏极与功率管m1源极、功率管m1栅极以及功率管m2栅极连接；功率管m2源极与功率管m3源极、功率管m9漏极连接；功率管m3栅极与功率管m4栅极、功率管m5栅极、功率管m6栅极、功率管m6源极以及功率管m8漏极连接；功率管m9栅极与功率管m10栅极、功率管m10漏极、功率管m4源极连接；功率管m1漏极、功率管m2漏极、功率管m3漏极、功率管m4漏极以及功率管m5漏极均与电源VCC连接；功率管m5源极依次与电阻RR33、RR32、……、RR0连接，RR0通过电阻与功率管m8源极连接；功率管m8栅极与第二放大器EA2输出端连接，第二放大器EA2第一输入端与Vref0连接，Vref0为设定的电压基准值，第二放大器EA2第二输入端与功率管m8源极连接；电阻RR33与RR32之间输出基准电压V32，电阻RR32与RR31之间输出基准电压V31，……，电阻RR1与RR0之间输出基准电压V0；基准电压V0～V32与多路选择器的输入端连接，计时器与多路选择器的控制端的控制端连接，多路选择器的输出端与比较器comp的第一输入端连接，比较器comp的第二输入端与基准值Vrefi连接，比较器comp的输出端与逻辑运算单元logic、驱动单元drv以及功率管Mp栅极依次连接，功率管Mp漏极与输入电压Vin连接，功率管Mp源极输出电压Vout。本专利技术的实质性效果：采用本专利技术方法和电路，与现有技术相比，不需要担心工艺偏差带来的恒定输出电压Vo_rms精度的问题，也不需要担心存在环路而需要补偿的问题，同时对于功率管开关的频率没有要求和限制，占用的资源相对比较少，通过简单，有效的实现方式达到了输出电压Vo_rms恒定的目的。附图说明图1，图2是现有第一类恒电压输出控制方法。图3，图4是现有第二类恒电压输出控制方法。图5是现有第三类恒电压输出控制方法。图6是本专利技术实施例的一种逻辑框图。图7是本专利技术实施例的一种具体实现电路。图8是本专利技术实施例的控制过程示意图。具体实施方式下面通过具体实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的具体说明。一种恒电压输出控制方法，包括以下步骤：S101：对输入电压Vin进行采样；S102：对采样的输入电压Vin线性化；根据实际精度要求，对输入电压Vin进行线性分段，分为V1，V2，V3，……，Vi；计算输出电压有效值Vo_rms平方与输入电压Vi平方的比Di，根据确定的输出电压有效值Vorms，设定功率管的导通时间ton；根据不同的输入电压Vin，计算对应的理想周期Ti，将周期Ti在输入电压Vin范围内(V1～Vi)线性化，得到线性化后的Ti′；根据公式和构建Ti＝f(Vi)的线性函数，根据Ti′求得线性输入电压Vi′；S103：将线性输入电压Vi′作为Vi的基准值Vrefi；S104：线性化过程中输出一组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种恒电压输出控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S101：对输入电压Vin进行采样；S102：对采样的输入电压Vin线性化；根据实际精度要求，对输入电压Vin进行线性分段，分为V1，V2，V3，......，Vi；计算输出电压有效值Vo_rms平方与输入电压Vi平方的比Di，

【技术特征摘要】
1.一种恒电压输出控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S101：对输入电压Vin进行采样；S102：对采样的输入电压Vin线性化；根据实际精度要求，对输入电压Vin进行线性分段，分为V1，V2，V3，......，Vi；计算输出电压有效值Vo_rms平方与输入电压Vi平方的比Di，根据确定的输出电压有效值Vo_rms，设定功率管的导通时间ton；根据不同的输入电压Vin，计算对应的理想周期Ti，将周期Ti在输入电压Vin范围内(V1～Vi)线性化，得到线性化后的Ti′；根据公式和构建Ti＝f(Vi)的线性函数，根据Ti′求得线性输入电压Vi′；S103：将线性输入电压Vi′作为Vi的基准值Vrefi；S104：线性化过程中输出一组呈等差数列增长的基准电压V0～Vk；S105：当输出的基准电压Vj大于Vrefi时开启功率管，持续ton时间后功率管关闭，直到下一次输出的基准电压Vp大于Vrefi时开启功率管，以此类推，从而保证输出电压有效值Vo_rms恒定，其中，j，p∈(0，k)。2.根据权利要求1所述的一种恒电压输出控制方法，其特征在于，所述输出电压有效值Vo_rms不小于输入电压Vin的最小值V1。3.根据权利要求1所述的一种恒电压输出控制方法，其特征在于，输入电压Vin的范围为V1～Vi。4.根据权利要求1所述的一种恒电压输出控制方法，其特征在于，线性输入电压Vi′发生变化之后，功率管的导通时间ton不变，功率管的关闭时间toff根据输入电压Vi′的变化而变化。5.一种用于实现权利要求1所述恒电压输出控制方法的恒电压输出电路，其特征在于，包括：电阻R1～R4，第一放大器EA1，第二放大器EA2，电阻RR0～RR33，功率管m1～m10，比较器comp，多路选择器，计时器，逻辑运算单元logic，驱动单...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭本兴，
申请(专利权)人：意美旭智芯能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33