專(zhuān)利名稱(chēng)：一種紋波電源裝置及其提供帶紋波的直流電壓的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電源電路技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種紋波電源裝置及其提供帶紋波的直流電壓的方法。
背景技術(shù)：
在對(duì)電路性能進(jìn)行評(píng)估時(shí)，通常需要測(cè)試線(xiàn)路和電子設(shè)備對(duì)電源紋波的抗干擾能力。這就需要一種帶有干擾信號(hào)成分的電源，其可 提供帶紋波的直流電壓，且要求其所提供的電壓具備一定的帶載能力，同時(shí)紋波的幅度和頻率可根據(jù)需要來(lái)改變?，F(xiàn)有技術(shù)中，使用信號(hào)發(fā)生器或綜合測(cè)試儀等儀器提供這種帶紋波的直流電壓時(shí)，所提供的電壓往往帶載能力不夠；若使用專(zhuān)用電源又導(dǎo)致測(cè)試成本過(guò)高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中在提供帶紋波的直流電壓時(shí)存在的電壓帶載能力不夠以及成本高的問(wèn)題，提供一種實(shí)現(xiàn)方便、成本低且?guī)лd能力強(qiáng)的紋波電源裝置及其提供帶紋波的直流電壓的方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)提供一種紋波電源裝置，用于提供帶紋波的直流電壓，所述紋波電源裝置包括電源穩(wěn)壓芯片和穩(wěn)壓電路；所述穩(wěn)壓電路的控制電壓輸入端施加有控制電壓、以調(diào)節(jié)所述電源穩(wěn)壓芯片的輸出電壓在所述控制電壓為直流電壓信號(hào)和紋波信號(hào)時(shí)，所述穩(wěn)壓電路向所述電源穩(wěn)壓芯片的電壓反饋端同時(shí)傳遞紋波信號(hào)和直流電壓信號(hào)，以在所述電源穩(wěn)壓芯片的電壓輸出端得到所述帶紋波的直流電壓。在上述紋波電源裝置中，所述穩(wěn)壓電路由取樣分壓?jiǎn)卧?、放大單元和比較調(diào)節(jié)單元組成，其中所述取樣分壓?jiǎn)卧糜趯?duì)所述電源穩(wěn)壓芯片的電壓輸出進(jìn)行分壓采樣、并得到第一分壓電壓，所述放大單元用于放大所述取樣分壓?jiǎn)卧牡谝环謮弘妷?，所述比較調(diào)節(jié)單元用于基于所述控制電壓輸入端施加的直流電壓信號(hào)和紋波信號(hào)與經(jīng)所述放大單元放大的第一分壓電壓的比較結(jié)果調(diào)節(jié)所述取樣分壓?jiǎn)卧姆謮罕龋栽谒鲭娫捶€(wěn)壓芯片的電壓輸出端得到所述帶紋波的直流電壓。在上述紋波電源裝置中，所述取樣分壓?jiǎn)卧傻谝浑娮琛⒌诙娮韬驼{(diào)整管組成，所述第一電阻的第一端連接所述電源穩(wěn)壓芯片的電壓輸出端、第二端分別連接所述調(diào)整管的第一端和所述電源穩(wěn)壓芯片的電壓反饋端，所述第二電阻的第一端連接所述調(diào)整管的第二端、第二端接地，所述調(diào)整管的第三端與所述比較調(diào)節(jié)單元連接以接收所述比較調(diào)節(jié)單元對(duì)所述取樣分壓?jiǎn)卧姆謮罕鹊恼{(diào)節(jié)。在上述紋波電源裝置中，所述調(diào)整管為NPN型三極管或N型場(chǎng)效應(yīng)管。在上述紋波電源裝置中，所述放大單元由運(yùn)算放大器、第三電阻和第四電阻組成，所述運(yùn)算放大器的輸入端為所述取樣分壓?jiǎn)卧謮翰蓸拥玫降乃龅谝环謮弘妷海鲞\(yùn)算放大器的反相輸入端與所述第三電阻的第一端和第四電阻的第二端連接、輸出端與所述第三電阻的第二端連接。在上述紋波電源裝置中，所述比較調(diào)節(jié)單元包括運(yùn)算放大器和第七電阻，所述運(yùn)算放大器的反相輸入端連接所述放大單元的輸出端、同相輸入端為所述控制電壓輸入端、輸出端經(jīng)第七電阻與所述取樣分壓?jiǎn)卧B接。在上述紋波電源裝置中，所述比較調(diào)節(jié)單元包括電壓比較器和第七電阻，所述電壓比較器的反相輸入端連接所述放大單元的輸出端、同相輸入端為所述控制電壓輸入端、輸出端經(jīng)第七電阻與所述取樣分壓?jiǎn)卧B接。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種紋波電源裝置提供帶紋波的直流電壓的方法，所述紋波電源裝置包括電源穩(wěn)壓芯片和穩(wěn)壓電路，所述穩(wěn)壓電路的控制電壓輸入端施加有 控制電壓、以調(diào)節(jié)所述電源穩(wěn)壓芯片的輸出電壓，其中在所述控制電壓為直流電壓信號(hào)和紋波信號(hào)時(shí)，所述穩(wěn)壓電路向所述電源穩(wěn)壓芯片的電壓反饋端同時(shí)傳遞紋波信號(hào)和直流電壓信號(hào)，以在所述電源穩(wěn)壓芯片的電壓輸出端得到所述帶紋波的直流電壓。在上述紋波電源裝置提供帶紋波的直流電壓的方法中，在所述電源穩(wěn)壓芯片的電壓輸出端得到所述帶紋波的直流電壓的步驟包括以下子步驟對(duì)所述電源穩(wěn)壓芯片的電壓輸出進(jìn)行分壓采樣，得到第一分壓電壓；放大分壓采樣得到的第一分壓電壓；基于所述控制電壓輸入端施加的直流電壓信號(hào)和紋波信號(hào)與放大的第一分壓電壓的比較結(jié)果調(diào)節(jié)分壓采樣的分壓比；以及根據(jù)調(diào)節(jié)后的分壓比控制所述電源穩(wěn)壓芯片的電壓輸出端，以使所述電源穩(wěn)壓芯片輸出帶紋波的直流電壓。實(shí)施本發(fā)明可以獲得以下有益效果本發(fā)明中，利用電源穩(wěn)壓芯片的輸出電壓受電壓反饋端控制的特點(diǎn)，在其電壓反饋端同時(shí)施加紋波信號(hào)(或稱(chēng)為紋波電壓信號(hào))和直流電壓信號(hào)后，可在電源穩(wěn)壓芯片的輸出端得到疊加有紋波信號(hào)(或稱(chēng)為紋波電壓)的直流電壓；該輸出電壓具有較強(qiáng)帶載能力，所疊加的紋波電壓的頻率和幅度可控，從而可滿(mǎn)足不同的測(cè)試需求；本發(fā)明所提供的紋波電源裝置線(xiàn)路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低且易于實(shí)現(xiàn)。


以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。附圖中圖I是根據(jù)本發(fā)明的紋波電源裝置的框圖；圖2a是本發(fā)明實(shí)施例I的紋波電源裝置的框圖；圖2b是本發(fā)明實(shí)施例I的紋波電源裝置的電路圖；圖2c是本發(fā)明實(shí)施例I的紋波電源裝置在控制電壓輸入端僅施加直流電壓信號(hào)時(shí)的輸出電壓的示意圖；圖2d是本發(fā)明實(shí)施例I的紋波電源裝置在控制電壓輸入端同時(shí)施加直流電壓信號(hào)和紋波信號(hào)時(shí)的輸出電壓的不意圖；圖3a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的紋波電源裝置的電路圖；圖3b是本發(fā)明實(shí)施例2的紋波電源裝置在控制電壓輸入端僅施加直流電壓信號(hào)時(shí)的輸出電壓的示意圖；圖3c是本發(fā)明實(shí)施例2的紋波電源裝置在控制電壓輸入端同時(shí)施加直流電壓信號(hào)和紋波信號(hào)時(shí)的輸出電壓的不意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的紋波電源裝置的電路圖；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明的紋波電源裝置提供帶紋波的直流電壓的流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和效果更清楚明白，以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該理解的是，以下實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，而不對(duì)本發(fā)明做任何限制。如圖I所示，圖I為本發(fā)明的紋波電源裝置的框圖。該紋波電源裝置包括一電源穩(wěn) 壓芯片10和穩(wěn)壓電路20 ;穩(wěn)壓電路20的控制電壓輸入端施加有控制電壓、以調(diào)節(jié)電源穩(wěn)壓芯片10的輸出電壓。在本發(fā)明中，穩(wěn)壓電路20的控制電壓輸入端施加的控制電壓為紋波信號(hào)和直流電壓信號(hào)，此時(shí)穩(wěn)壓電路20同時(shí)向電源穩(wěn)壓芯片10的電壓反饋端傳遞該紋波信號(hào)和直流電壓信號(hào)，以在電源穩(wěn)壓芯片10的電壓輸出端得到帶紋波的直流電壓。本發(fā)明所用的電源穩(wěn)壓芯片10為反饋型電源穩(wěn)壓芯片，其輸出端的電壓受電壓反饋端控制。當(dāng)在電壓反饋端預(yù)先施加紋波信號(hào)后，輸入的紋波信號(hào)可與其電壓輸出端的直流電壓疊加，此時(shí)所產(chǎn)生的輸出電壓具有與輸入的紋波信號(hào)相同的頻率和波形，同時(shí)具有與施加紋波信號(hào)前的直流輸出相等的中心電壓。這種輸出電壓既滿(mǎn)足帶載能力要求，又具有測(cè)試線(xiàn)路性能所需的干擾信號(hào)。如圖2a和2b所示，其分別為本發(fā)明實(shí)施例I的紋波電源裝置的邏輯框圖和電路圖；其中，電源穩(wěn)壓芯片10為線(xiàn)性穩(wěn)壓器(LVR)Ull。Vo為L(zhǎng)VR Ull的電壓輸出端(即紋波電源裝置的電壓輸出端)，Cl是電源輸出濾波總電容，由電解電容和陶瓷電容組成；Vin為L(zhǎng)VR Ull的的直流供電輸入端(即紋波電源裝置的直流供電輸入端)，VFR為L(zhǎng)VR Ull的電壓反饋端。穩(wěn)壓電路20由取樣分壓?jiǎn)卧?01、放大單元202和比較調(diào)節(jié)單元203組成，其用于調(diào)節(jié)LVRUll的輸出電壓。其中，取樣分壓?jiǎn)卧?01用于對(duì)LVR Ull的電壓輸出進(jìn)行分壓采樣，并得到第一分壓電壓，放大單元202用于放大取樣分壓?jiǎn)卧?01分壓采樣得到的第一分壓電壓，比較調(diào)節(jié)單元203用于基于控制電壓輸入端的控制電壓與經(jīng)放大單元202放大的第一分壓電壓的比較結(jié)果調(diào)節(jié)取樣分壓?jiǎn)卧?01的分壓比，從而調(diào)節(jié)電源穩(wěn)壓芯片10的輸出電壓。在該實(shí)施例中，穩(wěn)壓電路20的控制電壓輸入端同時(shí)施加有直流電壓信號(hào)和紋波信號(hào)，穩(wěn)壓電路20可向LVR Ull的電壓反饋端VFB傳遞紋波信號(hào)，并在LVR Ull的電壓輸出端Vo得到帶紋波的直流電壓。以下將具體說(shuō)明如何通過(guò)在控制電壓輸入端施加紋波信號(hào)在電壓輸出端得到帶紋波的直流電壓。參考圖2b，取樣分壓?jiǎn)卧?01由第一電阻R1、第二電阻R2和三極管Ql組成。第一電阻Rl的第一端連接LVR Ull的電壓輸出端Vo、第二端分別連接三極管Ql的集電極和LVR Ull的電壓反饋端VFB，第二電阻R2的第一端連接三極管Ql的發(fā)射極、第二端接地，三極管Ql的基極與比較調(diào)節(jié)單元201連接，從而接收比較調(diào)節(jié)單元203對(duì)取樣分壓?jiǎn)卧?01的分壓比的調(diào)節(jié)。LVR Ull與取樣分壓?jiǎn)卧?01連接后，其輸出電壓Uo=Ic*Rl+VFB，其中Ic為三極管Ql的集電極電流，VFB為L(zhǎng)VR Ull的基準(zhǔn)電壓，Rl為第一電阻的電阻值。從輸出電壓的計(jì)算式可看出，通過(guò)調(diào)節(jié)Ic可調(diào)節(jié)LVR Ull的輸出電壓(即本發(fā)明的紋波電源裝置的輸出電壓)。這里需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中所說(shuō)的取樣分壓?jiǎn)卧?01分壓采樣得到的第一分壓電壓為第二電阻R2上的電壓UK2=Ic*R2。放大單元202由運(yùn)算放大器U2、第三電阻R3和第四電阻R4組成，運(yùn)算放大器U2的兩個(gè)輸入端分別連接第二電阻R2的兩端，換言之，運(yùn)算放大器U2的輸入端為取樣分壓?jiǎn)卧?01分壓采樣得到的第一分壓電壓；另一方面，運(yùn)算放大器U2的反相輸入端與第三電阻R3的第一端和第四電阻R4的第二端連接、輸出端與第三電阻R3的第二端連接。運(yùn)算放大器U2可對(duì)第一分壓電壓進(jìn)行一定程度的方法，放大倍數(shù)由第三電阻R3和第四電阻R4決定。在圖示的穩(wěn)壓電路中，UU2=Ic*R2*(1+R3/R4)。比較調(diào)節(jié)單元203包括運(yùn)算放大器U3和第七電阻R7，運(yùn)算放大器U3的反相輸入端連接放大單元的輸出端，也即U3_=Ic*R2*(1+R3/R4);其同相輸入端為控制電壓輸入端，在該實(shí)施例中，同相輸入端同時(shí)施加有直流電壓信號(hào)VDC和紋波信號(hào)VAC ;其輸出端經(jīng)第七電阻R7與取樣分壓?jiǎn)卧?01連接。比較調(diào)節(jié)單元203可對(duì)運(yùn)算放大器U2的輸出電壓與運(yùn) 算放大器U3同相輸入端輸入的控制電壓進(jìn)行比較，并通過(guò)其比較輸出電壓和第七電阻R7調(diào)節(jié)三極管Ql的電流Ic，從而改變?nèi)臃謮簡(jiǎn)卧?01的分壓比。圖示的比較調(diào)節(jié)單元203還包含設(shè)置在同相輸入端的、用作紋波耦合電容的電容C2，以及設(shè)置在同相輸入端的、用作下拉電阻的第五電阻R5和第六電阻R6。在實(shí)施例I中，由于三極管Q1、第二電阻R2、運(yùn)算放大器U2和U3的閉環(huán)控制作用，U3-=U3+，由此可知Ic=(VDC+VAC)/(l+R3/R4)。此時(shí)，在U3+輸入電壓不變的情況下，第一電阻R1、第二電阻R2以及三極管Ql的CE間的電流是恒定的，即電壓反饋端VFB的取樣電壓與電壓輸出端的輸出電壓Uo的跟蹤關(guān)系成立，因此得到Uo的下述計(jì)算公式Uo=(VDC+VAC)/(R2*(1+R3/R4))*R I+VFB=VAORl/ (R2* (1+R3/R4)) +VDOR1/R2* (1+R3/R4)) +VFB在上述計(jì)算公式中，VDC*R1/R2*(1+R3/R4))+VFB為直流電壓，也即本發(fā)明所需的帶紋波的直流電壓的輸出中心電壓。在穩(wěn)壓電路20各元件選定的條件下，通過(guò)改變控制電壓輸入端VDC的電壓就可以改變紋波電源裝置的輸出電壓的中心電壓值。VAORl/(R2*(l+R3/R4))為輸出電壓的紋波成分，為波動(dòng)電壓。在穩(wěn)壓電路20各元件選定的情況下，改變控制電壓輸入端VAC的電壓幅度就改變了輸出電壓的波動(dòng)范圍，改變其波形函數(shù)就改變了紋波電源裝置的輸出電壓的波形。例如，若VAC為正弦波，則輸出的帶紋波的直流電壓也為正弦波。采用實(shí)施例I的紋波電源裝置可獲得的帶紋波的輸出電壓的最低值與LVR Ull的基準(zhǔn)電壓相同，最高值接近LVR Ull的直流供電正極輸入端的直流輸入電壓Uin。實(shí)施例I 中，LVR Ull 為 LM2941T、Q1 為 2SK1824, U2、U3 均為 LM324、R1 為 4· 7ΚΩ、R2 為 22 Ω、R3 為 47K Ω、R4 為 IK Ω、R5 為 IOOK Ω、R6 為 IOK Ω、R7 為 IOK Ω 以及 C2 為100 μ F。紋波電源裝置的輸出接300mA負(fù)載，其輸入電壓Uin為12V。如圖2c所示，該圖顯示了在控制電壓輸入端施加I. 5V直流電壓而不施加紋波信號(hào)時(shí)測(cè)試得到的輸出電壓的波形。顯而易見(jiàn)地，此時(shí)的輸出電壓波形為無(wú)紋波(或無(wú)干擾信號(hào))的直流輸出波形，且其電壓值為8. IV，具備一定的帶載能力。如圖2d所示，其為在控制電壓輸入端同時(shí)施加I. 5V直流電壓和220mV、IOOHz正弦紋波信號(hào)時(shí)測(cè)試得到的輸出電壓的波形。此時(shí)的輸出電壓波形同樣為正弦波，是在圖2c的8. IV的直流電壓上疊加了 100Hz、波動(dòng)幅度為1V(即Λ U=IV)的紋波信號(hào)的輸出電壓。從圖2c和2d的比較結(jié)果可看出，采用該實(shí)施例所提供的紋波電源裝置的確可提供具有較強(qiáng)帶載能力的、帶紋波的直流電壓，且該輸出電壓的中心電壓、波動(dòng)范圍、紋波頻率等參數(shù)均可通過(guò)對(duì)控制電壓輸入端的VDC和VAC的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖3a所示，圖3a為本發(fā)明實(shí)施例2的紋波電源裝置的電路圖。與實(shí)施例I不同的是，該實(shí)施例的電源穩(wěn)壓芯片10采用直流轉(zhuǎn)直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器(DC-DC) U21，而穩(wěn)壓電路的具體電路設(shè)計(jì)則與實(shí)施例I基本相同，同樣由取樣分壓?jiǎn)卧?、放大單元和比較調(diào)節(jié)單元構(gòu)成，除了實(shí)施例2的DC-DC U21的BOOT端經(jīng)第三電容C3和二極管Dl接地、以及第一電阻Rl與DC-DC Ul的電壓輸出端之間連接有功率電感LI以外。由于功率電感LI、第三電容C3和二極管Dl的電路設(shè)計(jì)僅與DC-DC U21的驅(qū)動(dòng)電壓有關(guān)，并不影響輸出端輸出電壓的控制，因此此處并不對(duì)實(shí)施例2中的穩(wěn)壓電路進(jìn)行重復(fù)描述。實(shí)施例2中，DC-DC U21的電壓輸出端的輸出電壓的計(jì)算公式同樣為以下計(jì)算式Uo=(VDC+VAC)/(R2*(1+R3/R4))*R1+VFB
= VAORl/ (R2* (1+R3/R4)) +VDOR1/R2* (1+R3/R4)) +VFB在上述計(jì)算公式中，VDOR1/R2*(1+R3/R4)) +VFB 為直流電壓，VAORl/ (R2* (1+R3/R4))為輸出電壓的紋波成分。在穩(wěn)壓電路各元件選定的情況下，改變控制電壓輸入端的VDC和VAC即可相應(yīng)改變輸出電壓Uo的中心電壓值、頻率、波動(dòng)范圍等屬性。實(shí)施例2 中，DC-DC U21 為 TPS5450、Q1 為 2SK1824, U2、U3均為 LM324、R1 為 4· 7ΚΩ、R2 為 22 Ω、R3 為 47K Ω、R4 為 IK Ω、R5 為 IOOK Ω、R6 為 IOK Ω、R7 為 IOK Ω 以及 C2 為100 μ F。紋波電源裝置的輸出接I. 5Α負(fù)載，其輸入電壓Uin為15V。如圖3b所示，其為在控制電壓輸入端施加2. 7V直流電壓而不施加紋波信號(hào)時(shí)測(cè)試得到的輸出電壓的波形。顯而易見(jiàn)地，此時(shí)的輸出電壓波形為無(wú)紋波(或無(wú)干擾信號(hào))的直流輸出波形，且其電壓值為13. 2V，具備一定的帶載能力。如圖3c所示，其為在控制電壓輸入端同時(shí)施加2. 7V直流電壓和220mV、4000Hz正弦紋波信號(hào)時(shí)測(cè)試得到的輸出電壓的波形。此時(shí)的輸出電壓波形同樣為正弦波，是在圖3b的13. 2V的直流電壓上疊加了 4000Hz、波動(dòng)幅度為1V(即Λ U=IV)的紋波信號(hào)的輸出電壓。從圖3b和3c的比較結(jié)果可看出，采用該實(shí)施例所提供的紋波電源裝置的確可提供具有較強(qiáng)帶載能力的、帶紋波的直流電壓，且該輸出電壓的中心電壓、波動(dòng)范圍、紋波頻率等參數(shù)均可通過(guò)對(duì)控制電壓輸入端的VDC和VAC的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖4所示，圖4為本發(fā)明實(shí)施例3的紋波電源裝置的電路圖。該實(shí)施例同樣采用直流轉(zhuǎn)直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器(DC-DC)U31作為電源穩(wěn)壓芯片，而且穩(wěn)壓電路的具體電路設(shè)計(jì)也與實(shí)施例2基本相同，除了 DC-DC U21的BOOT端不再經(jīng)第三電容C3和二極管Dl接地。由于第三電容C3和二極管Dl的電路設(shè)計(jì)僅與DC-DC U21的驅(qū)動(dòng)電壓有關(guān)，并不影響輸出端輸出電壓的控制，因此此處并不對(duì)實(shí)施例3中的穩(wěn)壓電路進(jìn)行重復(fù)描述。實(shí)施例3中，DC-DC U31的電壓輸出端的輸出電壓的計(jì)算公式同樣為以下計(jì)算式Uo=(VDC+VAC)/(R2*(1+R3/R4))*R I+VFB = VAORl/ (R2* (1+R3/R4)) +VDOR1/R2* (1+R3/R4)) +VFB在上述計(jì)算公式中，VDOR1/R2* (1+R3/R4)) +VFB 為直流電壓，VAORl/ (R2* (1+R3/R4))為輸出電壓的紋波成分。在穩(wěn)壓電路各元件選定的情況下，改變控制電壓輸入端的VDC和VAC即可相應(yīng)改變輸出電壓Uo的中心電壓值、頻率、波動(dòng)范圍等屬性。
需要說(shuō)明的是，采用DC-DC器件實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的紋波電源裝置時(shí)，可根據(jù)不同DC-DC器件所需外圍元件的差異設(shè)計(jì)不同的外圍電路，如實(shí)施例2和3中外圍電路的設(shè)計(jì)則略有不同。本發(fā)明的紋波電源裝置并不受限于穩(wěn)壓電路(甚至外圍電路)具體的電路設(shè)計(jì)，只要其滿(mǎn)足本發(fā)明中所需的在電源穩(wěn)壓芯片的電壓反饋端施加紋波信號(hào)對(duì)電源穩(wěn)壓芯片的輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)、以期在電壓輸出端獲得帶紋波的直流電壓輸出，都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)然，本發(fā)明也并不受限于具體使用的受其電壓反饋端控制的電源穩(wěn)壓芯片的具體類(lèi)型，除了本發(fā)明中所明確列示的特定型號(hào)的LVR和DC-DC外，也可根據(jù)實(shí)際需要選擇其他型號(hào)的LVR和DC-DC，或者根據(jù)實(shí)際需要選擇其他適合的電源穩(wěn)壓芯片。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，可采用N型場(chǎng)效應(yīng)管代替實(shí)施例1-3中取樣分壓?jiǎn)卧褂玫娜龢O管Ql (該三極管為NPN型三極管 )，也可采用電壓比較器代替實(shí)施例1-3中比較調(diào)節(jié)單元所使用的運(yùn)算放大器，其余電路設(shè)計(jì)不變；此時(shí)仍可在電源穩(wěn)壓芯片的電壓輸出端得到帶紋波的直流電壓。在本發(fā)明所提供的紋波電源裝置提供帶紋波的直流電壓的方法中，在穩(wěn)壓電路的控制電壓輸入端施加有直流電壓信號(hào)和紋波信號(hào)時(shí)，穩(wěn)壓電路向電源穩(wěn)壓芯片的電壓反饋端同時(shí)傳遞紋波信號(hào)和直流電壓信號(hào)，以在電源穩(wěn)壓芯片的電壓輸出端得到所述帶紋波的直流電壓。如圖5所示，采用本發(fā)明的紋波電源裝置在電源穩(wěn)壓芯片的電壓輸出端得到帶紋波的直流電壓的步驟具體包括以下子步驟步驟SlOl :使用取樣分壓?jiǎn)卧獙?duì)電源穩(wěn)壓芯片的電壓輸出進(jìn)行分壓采樣，得到第一分壓電壓；第一分壓電壓為圖l、2a和3a中第二電阻R2上的電壓；步驟S102 :放大取樣分壓?jiǎn)卧謮翰蓸拥玫降牡谝环謮弘妷?；步驟S103 :基于控制電壓輸入端輸入的控制電壓與經(jīng)放大單元放大的第一分壓電壓的比較結(jié)果調(diào)節(jié)取樣分壓?jiǎn)卧姆謮罕?即調(diào)節(jié)分壓采樣的分壓比)；具體地，控制電壓為直流電壓信號(hào)和紋波信號(hào)，經(jīng)第七電阻R7調(diào)節(jié)取樣分壓?jiǎn)卧腥龢O管的集電極電流，從而實(shí)現(xiàn)分壓比的相應(yīng)調(diào)控；在步驟S103中，由于比較調(diào)節(jié)單元的控制電壓輸入端同時(shí)輸入了紋波信號(hào)和直流電壓信號(hào)，因此在最終形成的閉環(huán)控制電路中，取樣分壓?jiǎn)卧募姌O電流Ic由紋波信號(hào)和直流電壓信號(hào)共同決定，也即將控制電壓輸入端施加的紋波信號(hào)和直流電壓信號(hào)同時(shí)傳遞到了電壓反饋端，以對(duì)電源穩(wěn)壓芯片的輸出電壓進(jìn)行相應(yīng)控制；以及步驟S104 :根據(jù)調(diào)節(jié)后的分壓比控制電源穩(wěn)壓芯片的電壓輸出端，以使電源穩(wěn)壓芯片輸出帶紋波的直流電壓。綜上所述，在本發(fā)明中，利用電源穩(wěn)壓芯片的輸出電壓受電壓反饋端控制的特點(diǎn)，在其電壓反饋端同時(shí)施加紋波信號(hào)和直流電壓信號(hào)后，可在電源穩(wěn)壓芯片的輸出端得到疊加有紋波信號(hào)的直流電壓；該輸出信號(hào)的中心電壓值等于控制電壓輸入端輸入的直流電壓，具有較強(qiáng)帶載能力，所疊加的紋波的頻率和幅度可控，從而可滿(mǎn)足不同的測(cè)試需求；本發(fā)明所提供的紋波電源裝置線(xiàn)路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低且易于實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種紋波電源裝置，用于提供帶紋波的直流電壓，其特征在于，所述紋波電源裝置包括電源穩(wěn)壓芯片和穩(wěn)壓電路；所述穩(wěn)壓電路的控制電壓輸入端施加有控制電壓、以調(diào)節(jié)所述電源穩(wěn)壓芯片的輸出電壓 在所述控制電壓為直流電壓信號(hào)和紋波信號(hào)時(shí)，所述穩(wěn)壓電路向所述電源穩(wěn)壓芯片的電壓反饋端同時(shí)傳遞紋波信號(hào)和直流電壓信號(hào)，以在所述電源穩(wěn)壓芯片的電壓輸出端得到所述帶紋波的直流電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的紋波電源裝置，其特征在于，所述穩(wěn)壓電路由取樣分壓?jiǎn)卧?、放大單元和比較調(diào)節(jié)單元組成,其中 所述取樣分壓?jiǎn)卧糜趯?duì)所述電源穩(wěn)壓芯片的電壓輸出進(jìn)行分壓采樣、并得到第一分壓電壓， 所述放大單元用于放大所述取樣分壓?jiǎn)卧牡谝环謮弘妷海? 所述比較調(diào)節(jié)單元用于基于所述控制電壓輸入端施加的直流電壓信號(hào)和紋波信號(hào)與經(jīng)所述放大單元放大的第一分壓電壓的比較結(jié)果調(diào)節(jié)所述取樣分壓?jiǎn)卧姆謮罕龋栽谒鲭娫捶€(wěn)壓芯片的電壓輸出端得到所述帶紋波的直流電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紋波電源裝置，其特征在于，所述取樣分壓?jiǎn)卧傻谝浑娮?、第二電阻和調(diào)整管組成，所述第一電阻的第一端連接所述電源穩(wěn)壓芯片的電壓輸出端、第二端分別連接所述調(diào)整管的第一端和所述電源穩(wěn)壓芯片的電壓反饋端，所述第二電阻的第一端連接所述調(diào)整管的第二端、第二端接地，所述調(diào)整管的第三端與所述比較調(diào)節(jié)單元連接以接收所述比較調(diào)節(jié)單元對(duì)所述取樣分壓?jiǎn)卧姆謮罕鹊恼{(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紋波電源裝置，其特征在于，所述調(diào)整管為NPN型三極管或N型場(chǎng)效應(yīng)管。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紋波電源裝置，其特征在于，所述放大單元由運(yùn)算放大器、第三電阻和第四電阻組成，所述運(yùn)算放大器的輸入端為所述取樣分壓?jiǎn)卧謮翰蓸拥玫降乃龅谝环謮弘妷?，所述運(yùn)算放大器的反相輸入端與所述第三電阻的第一端和第四電阻的第二端連接、輸出端與所述第三電阻的第二端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紋波電源裝置，其特征在于，所述比較調(diào)節(jié)單元包括運(yùn)算放大器和第七電阻，所述運(yùn)算放大器的反相輸入端連接所述放大單元的輸出端、同相輸入端為所述控制電壓輸入端、輸出端經(jīng)第七電阻與所述取樣分壓?jiǎn)卧B接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紋波電源裝置，其特征在于，所述比較調(diào)節(jié)單元包括電壓比較器和第七電阻，所述電壓比較器的反相輸入端連接所述放大單元的輸出端、同相輸入端為所述控制電壓輸入端、輸出端經(jīng)第七電阻與所述取樣分壓?jiǎn)卧B接。
8.一種紋波電源裝置提供帶紋波的直流電壓的方法，所述紋波電源裝置包括電源穩(wěn)壓芯片和穩(wěn)壓電路，所述穩(wěn)壓電路的控制電壓輸入端施加有控制電壓、以調(diào)節(jié)所述電源穩(wěn)壓芯片的輸出電壓，其特征在于 在所述控制電壓為直流電壓信號(hào)和紋波信號(hào)時(shí)，所述穩(wěn)壓電路向所述電源穩(wěn)壓芯片的電壓反饋端同時(shí)傳遞紋波信號(hào)和直流電壓信號(hào)，以在所述電源穩(wěn)壓芯片的電壓輸出端得到所述帶紋波的直流電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的紋波電源裝置提供帶紋波的直流電壓的方法，其特征在于，在所述電源穩(wěn)壓芯片的電壓輸出端得到所述帶紋波的直流電壓的步驟包括以下子步驟對(duì)所述電源穩(wěn)壓芯片的電壓輸出進(jìn)行分壓采樣，得到第一分壓電壓； 放大分壓采樣得到的第一分壓電壓； 基于所述控制電壓輸入端施加的直流電壓信號(hào)和紋波信號(hào)與放大的第一分壓電壓的比較結(jié)果調(diào)節(jié)分壓采樣的分壓比；以及 根據(jù)調(diào)節(jié)后的分壓比控制所述電源穩(wěn)壓芯片的電壓輸出端，以使所述電源穩(wěn)壓芯片輸出帶紋波的直流電壓。
全文摘要
本發(fā)明屬于電源電路技術(shù)領(lǐng)域，并公開(kāi)了一種紋波電源裝置及其提供帶紋波的直流電壓的方法。該紋波電源裝置包括電源穩(wěn)壓芯片和穩(wěn)壓電路；穩(wěn)壓電路的控制電壓輸入端施加有控制電壓、以調(diào)節(jié)電源穩(wěn)壓芯片的輸出電壓；在控制電壓為直流電壓信號(hào)和紋波信號(hào)時(shí)，穩(wěn)壓電路向電源穩(wěn)壓芯片的電壓反饋端同時(shí)傳遞紋波信號(hào)和直流電壓信號(hào)，以在電源穩(wěn)壓芯片的電壓輸出端得到帶紋波的直流電壓。本發(fā)明中，利用電源穩(wěn)壓芯片的輸出電壓受電壓反饋端控制的特點(diǎn)，在其電壓反饋端同時(shí)施加紋波信號(hào)和直流電壓信號(hào)時(shí)可在其電壓輸出端得到疊加有紋波電壓的直流電壓；該輸出電壓具有較強(qiáng)帶載能力；所疊加的紋波電壓的頻率和幅度可控，可滿(mǎn)足不同的測(cè)試需求。
文檔編號(hào)H02M3/157GK102882366SQ20121032645
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者黃笛郝, 尤國(guó)雄, 潘啟輝, 盧良飛 申請(qǐng)人:海能達(dá)通信股份有限公司