本發(fā)明涉及可調(diào)輸出電源領(lǐng)域，具體的說是一種高精度在線動態(tài)連續(xù)可調(diào)輸出電源。

背景技術(shù)：

常規(guī)的電源芯片以及電源模塊都為固定輸出，或者通過外接電阻一次性可調(diào)輸出。但是在某些環(huán)境下，常常需要輸出電源在線可變。

常規(guī)電源芯片的輸出為開環(huán)模式，若遇到后端電子負(fù)載變化的情況下，有可能達(dá)不到預(yù)期的高精度電源輸出效果。

當(dāng)前很多電子學(xué)板卡，都需要不同的電壓輸出；按照傳統(tǒng)方法需要設(shè)計不同的電源芯片，并且配置不同的外圍芯片，這樣需要較長的設(shè)計選型時間，以及采購、焊接時間，不利于提供電子學(xué)設(shè)計的可靠性。本發(fā)明使用相同的配置電路，即可實現(xiàn)不同的電壓輸出，可加快電子學(xué)方案設(shè)計，減少元器件采購時間，并且有利于成本、質(zhì)量的合理控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足之處，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高精度在線動態(tài)連續(xù)可調(diào)輸出電源。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種高精度在線動態(tài)連續(xù)可調(diào)輸出電源，

微處理器，連接模擬采集芯片和數(shù)字電位計，用于接收來自模擬采集芯片采集到的電壓值，解算出電源芯片的當(dāng)前電壓設(shè)置管腳電阻值，通過自身SPI接口配置數(shù)字電位計；

數(shù)字電位計，輸出端連接運(yùn)算放大器和電源芯片，用于在微處理器的配置下，改變電源芯片的電壓調(diào)整管腳的電阻值；

運(yùn)算放大器，輸出端連接模擬采集芯片和電源芯片，用于采集電源芯片的電壓設(shè)置管腳電阻值所對應(yīng)的電壓值，實現(xiàn)電阻設(shè)置的實時監(jiān)測；

模擬采集芯片，用于實時采集數(shù)字電位計的輸出電阻轉(zhuǎn)換出的電壓值，并通過SPI接口將采集到的電壓值實時傳遞至微處理器芯片，實現(xiàn)全閉環(huán)控制；

電源芯片，通過調(diào)整電壓設(shè)置管腳的電阻值，使其輸出端輸出所需輸出電源。

所述微處理器采用意法公司STM32F103系列芯片產(chǎn)品。

所述模擬采集芯片采用ADI公司具有4路模擬采集通道的AD7192模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。

所述數(shù)字電位計為非易失性數(shù)字電位計，采用ADI公司AD5235B。

所述電源芯片采用支持LINEAR公司的4.5V至36V輸入范圍以及1.2V至18V輸出范圍的LTM8029。

還包括晶振單元，連接微處理器，用于為微處理器提供系統(tǒng)時鐘。

所述晶振單元采用EPSON公司8MHz晶體振蕩器。

所述運(yùn)算放大器采用TI公司的高精度、低噪聲運(yùn)算放大器OPA2277。

所述電源芯片通過調(diào)整電壓設(shè)置管腳的電阻值，具體為：

查詢依據(jù)電源芯片的電壓輸出與配置電路關(guān)系表，找出電源芯片擬輸出電壓值所對應(yīng)的電阻值；

微處理器根據(jù)公式(1)，得到電源芯片所需電阻值的輸出，并通過SPI接口配置數(shù)字電位計；

其中，R_WB為最終輸出電阻值；D為百分比值；R_AB為整體電阻值；R_W為芯片常態(tài)電阻值；

電源芯片的電源調(diào)整引腳的電壓，經(jīng)過運(yùn)算放大器后接入模擬采集芯片，依據(jù)公式(2)計算出模擬采集芯片當(dāng)前輸入的電壓值；

其中，AIN為模擬采集芯片的模擬量采集電壓值；Code為模擬采集芯片模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值；VREF為模擬采集芯片的參考電壓值；Gain為模擬采集芯片的內(nèi)部可設(shè)的增益值；N為模擬采集芯片的數(shù)據(jù)采集分辨率；

將運(yùn)算放大器的比例系數(shù)折算，使電源調(diào)整引腳的電壓在電源芯片手冊允許范圍內(nèi)，即得出當(dāng)前電源調(diào)整引腳的電壓值；

將電源芯片輸出電壓值引入運(yùn)算放大器，依據(jù)公式(2)計算出當(dāng)前模擬采集芯片輸入的電壓值，將運(yùn)算放大器的比例系數(shù)折算后即可計算出當(dāng)前電源芯片的輸出電壓值。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點及有益效果：

1.本發(fā)明使用相同的配置電路，即可實現(xiàn)不同的電壓輸出，可加快電子學(xué)方案設(shè)計，減少元器件采購時間，并且有利于成本、質(zhì)量的合理控制。

2.電源輸出可在線、動態(tài)、連續(xù)調(diào)整，并且可以實時控制電源輸出精度；

3.可以加快設(shè)計選型進(jìn)程，提高原始方法使用多種不同電源芯片造成的采購、焊接質(zhì)量以及可靠性問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明的電路原理圖；

圖3為數(shù)字電位計AD5235的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；

圖4為數(shù)字電位計AD5235的電阻輸出框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明包括微處理器、模擬采集芯片、數(shù)字電位計、運(yùn)算放大器、電源芯片等。

如圖2所示，本發(fā)明實施例包括：電源芯片U1、微處理器U2、數(shù)字電位計U3、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片U4、運(yùn)算放大器U5、晶體振蕩器Y1、電容C1、C2、C3、C4、C5、C6。

微處理器U2芯片采用意法公司STM32F103系列產(chǎn)品；模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片U4采用ADI公司AD7192模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，其具有4路模擬采集通道，24bit采樣精度，4.8ksps采樣率；數(shù)字電位計U3采用ADI公司AD5235B，其為非易失性數(shù)字電位計，可一次配置不論是否掉電永久保存配置信息，其具有1024步可調(diào)范圍；電源芯片U1采用LINEAR公司LTM8029，其支持4.5V至36V輸入范圍以及1.2V至18V輸出范圍，并可實現(xiàn)600mA的電流輸出能力；系統(tǒng)時鐘為晶體振蕩器Y1，采用EPSON公司8MHz晶體振蕩器。運(yùn)算放大器U5采用TI公司，高精度、低噪聲運(yùn)算放大器OPA2277，其偏移電壓10uV、靜態(tài)電流800uA、開環(huán)增益130dB。

微處理器U2通過自身SPI接口配置數(shù)字電位計U3，使電源芯片U1的RT、FB引腳接地電阻在芯片手冊約定的合理范圍內(nèi)；依據(jù)電源芯片LTM8029芯片手冊，配置電壓輸出所需要的電阻值。使用運(yùn)算放大器OPA2277，調(diào)整RT、FB引腳的電壓范圍，使其滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7192模擬量輸入閾值。模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7192實時采集經(jīng)過調(diào)理后的LTM8029芯片RT、FB引腳電壓，此電壓值即對應(yīng)電源芯片LTM8029的RT、FB引腳的對地電阻；模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7192通過SPI接口，將采集到的電壓值實時傳遞至微處理器U2。

微處理器解算當(dāng)前電阻值的具體步驟為：

(1)首先依據(jù)表1查詢出電源芯片U1擬輸出電壓值所對應(yīng)的電阻值；

表1 LTM8029電壓輸出與配置電路關(guān)系

(2)如圖3所示，使用微處理器SMT32F103芯片依據(jù)公式(1)通過SPI接口配置數(shù)字電位計，實現(xiàn)電源芯片所需電阻值的輸出；

其中，R_WB為最終輸出電阻值；D為百分比值；R_AB為整體電阻值；R_W為芯片常態(tài)電阻值。

(3)電源調(diào)整引腳的電壓，經(jīng)過運(yùn)算放大器后接入AD7192芯片，依據(jù)公式(2)計算出當(dāng)前AD7192輸入的電壓值；

其中，AIN為模擬量采集芯片AD7192的模擬量采集電壓值；Code為模擬量采集芯片AD7192模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值；VREF為模擬量采集芯片AD7192的參考電壓值；Gain為模擬量采集芯片AD7192的內(nèi)部可設(shè)的增益值；N為模擬量采集芯片AD7192的數(shù)據(jù)采集分辨率。

(4)將運(yùn)算放大器的比例系數(shù)折算后，即可得出當(dāng)前電源調(diào)整引腳的電壓 值，此路監(jiān)測主要實現(xiàn)，電源調(diào)整引腳電壓在電源芯片手冊允許范圍內(nèi)；

(5)如圖4所示，將電源輸出電壓值引入運(yùn)算放大器電路AD7192芯片，依據(jù)公式(2)計算出當(dāng)前AD7192輸入的電壓值，將運(yùn)算放大器的比例系數(shù)折算后即可計算出當(dāng)前電源輸出電壓值，在于原定目標(biāo)電壓值進(jìn)行閉環(huán)控制后，通過調(diào)節(jié)數(shù)字電位計的電阻值，即可實現(xiàn)高精度在線動態(tài)連續(xù)可調(diào)輸出電源。