專利名稱：智能型輸出電壓可調(diào)的電源適配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種家用電器和辦公設(shè)備的供電設(shè)備，具體來說，涉及一種智能
型輸出電壓可調(diào)的電源適配器。
背景技術(shù)：
隨著個(gè)人數(shù)碼設(shè)備與筆記本電腦的普及，外供電源也成了必備物品。通常每個(gè)個(gè) 人數(shù)碼產(chǎn)品與筆記本電腦都會(huì)提自己專有的電源適配器，但是這樣浪費(fèi)資源，有時(shí)候電源 適配器因?yàn)椴缓脜^(qū)分，往往會(huì)因?yàn)榻渝e(cuò)而燒毀辦公設(shè)備或者家用電器。雖然，現(xiàn)在也有一些 通用電源適配器，主要是通過手工調(diào)節(jié)電子元件參數(shù)獲得需要的供電電壓和電流，這種控 制技術(shù)存在明顯的缺陷，控制不靈活，而且沒法準(zhǔn)確知道調(diào)節(jié)出的數(shù)值，也容易導(dǎo)致燒壞設(shè) 備或者供電不足，使用不安全，缺乏人性化。

實(shí)用新型內(nèi)容針對以上不足，本實(shí)用新型提供了一種智能型輸出電壓可調(diào)的電源適配器，它能 夠通過簡單的操作獲得精確的輸出電壓，使用安全，更加人性化。 智能型輸出電壓可調(diào)的電源適配器，包括用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的開關(guān)電源 電路，以及與所述開關(guān)電源電路連接的供電回路，所述供電回路包括輸出線和輸出轉(zhuǎn)換頭， 供電回路還包括單片機(jī)主控電路，所述單片機(jī)主控電路接入到開關(guān)電源電路，智能控制開 關(guān)電源電路的電壓輸出。 所述開關(guān)電源電路包括用于濾除輸入交流電中的EMI干擾雜波的EMI濾波電路； 用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的全橋整流電路；在P麗控制下將整流出來的直流電轉(zhuǎn)換成用 戶所需的電壓的開關(guān)變壓器；用于濾除開關(guān)變壓器輸出的直流電的紋波的次級(jí)整流濾波電 路；通過改變P麗信號(hào)的頻率控制開關(guān)變壓器變換出不同電壓值的輸出電壓的P麗控制電 路；用于將次級(jí)反饋和前級(jí)P麗控制隔離防止信號(hào)干擾到前級(jí)P麗控制開關(guān)變壓器進(jìn)行變 壓器變換的光耦反饋控制電路。 所述單片機(jī)主控電路包括用于連接開關(guān)電源電路，提供主控MCU工作電壓、電壓 采樣和電流采用信號(hào)，以及接收主控MCU電壓調(diào)整控制和過流過壓保護(hù)控制信號(hào)的控制接 口 ；用于綜合按鍵調(diào)整電路、電壓采樣和電流采用的信號(hào)，發(fā)送電壓調(diào)整信號(hào)的主控MCU; 用于提供主控MCU穩(wěn)定工作電壓的MCU供電電路；用于控制不同的M0S導(dǎo)通，改變P麗反饋 端電阻阻值來控制開關(guān)電源電路電壓輸出的電壓調(diào)整電路；用于輸入不同輸出電壓電壓值 到主控MCU的按鍵調(diào)節(jié)電路；用于將開關(guān)電源電路的輸出電壓反饋給主控MCU的電壓采樣 電路；用于將開關(guān)電源電路的輸出電流反饋給主控MCU的電流采樣電路。 所述單片機(jī)主控電路還包括用于顯示輸出電壓的電壓值的顯示電路，所述顯示電 路連接到主控MCU。 所述輸出轉(zhuǎn)換頭含有反饋電阻Rf ，所述反饋電阻Rf —端連接到光耦反饋控制電 路的RX端，另一端連接到次級(jí)整流濾波電路的GND端，用于控制電壓輸出。[0009] 本實(shí)用新型智能型輸出電壓可調(diào)的電源適配器通過單片機(jī)主控電路，可以控制關(guān) 變壓器實(shí)現(xiàn)輸出電壓范圍更廣，輸出電壓值精度更高，另外通過在輸出轉(zhuǎn)換頭連接反饋電 阻Rf，可以實(shí)現(xiàn)自感應(yīng)輸出電壓調(diào)節(jié)，從而有效保證外部設(shè)備的供電；此外，通過顯示電路 實(shí)時(shí)顯示輸出電壓，可以有效避免誤接造成設(shè)備的損壞，更加安全和人性化。

圖1為本實(shí)用新型電源適配器的系統(tǒng)框架圖； 圖2為本實(shí)用新型電源適配器的開關(guān)電源電路原理圖； 圖3為本實(shí)用新型電源適配器的單片機(jī)主控電路原理圖； 圖4為本實(shí)用新型電源適配器輸出轉(zhuǎn)換頭的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步闡述。 如圖1 、 2和3所示，本實(shí)用新型的智能型輸出電壓可調(diào)的電源適配器包括用于將 交流電轉(zhuǎn)換成直流電的開關(guān)電源電路，以及與所述開關(guān)電源電路連接的供電回路。 開關(guān)電源電路包括用于濾除輸入交流電中的EMI干擾雜波的EMI濾波電路11 ; 用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的全橋整流電路12 ;在P麗控制下將整流出來的直流電轉(zhuǎn)換成 用戶所需的電壓的開關(guān)變壓器13 ;用于濾除開關(guān)變壓器輸出的直流電的紋波的次級(jí)整流 濾波電路14 ;通過改變P麗信號(hào)的頻率控制開關(guān)變壓器變換出不同電壓值的輸出電壓的 P麗控制電路15 ;用于將次級(jí)反饋和前級(jí)P麗控制隔離防止信號(hào)干擾到前級(jí)P麗控制開關(guān) 變壓器進(jìn)行變壓器變換的光耦反饋控制電路16。 供電回路包括輸出線21、輸出轉(zhuǎn)換頭22和單片機(jī)主控電路，單片機(jī)主控電路接入 到開關(guān)電源電路，智能控制開關(guān)電源電路的電壓輸出。單片機(jī)主控電路包括用于連接開關(guān) 電源電路，提供主控MCU工作電壓、電壓采樣和電流采用信號(hào)，以及接收主控MCU電壓調(diào)整 控制和過流過壓保護(hù)控制信號(hào)的控制接口 23 ;用于綜合按鍵調(diào)整電路、電壓采樣和電流采 用的信號(hào)，發(fā)送電壓調(diào)整信號(hào)的主控MCU25 ;用于提供主控MCU穩(wěn)定工作電壓的MCU供電電 路29 ;用于控制不同的M0S導(dǎo)通，改變P麗反饋端電阻阻值來控制開關(guān)電源電路電壓輸出 的電壓調(diào)整電路24 ;用于輸入不同輸出電壓電壓值到主控MCU的按鍵調(diào)節(jié)電路20 ;用于將 開關(guān)電源電路的輸出電壓反饋給主控MCU的電壓采樣電路27;用于將開關(guān)電源電路的輸出 電流反饋給主控MCU的電流采樣電路28 ;用于顯示輸出電壓的電壓值的顯示電路26。 這樣每次調(diào)整出電壓的電壓值的時(shí)候，只需要通過按鍵調(diào)節(jié)電路20輸入電壓值 的數(shù)值，就可以實(shí)現(xiàn)主控MCU25控制電壓的輸出。 其中，開關(guān)電源電路的EMI濾波電路包括共模電感Ll與X電容組成低通濾波器， 用于抑制外界高頻干擾信號(hào)進(jìn)入內(nèi)部電路；全橋整流電路利用DB1對輸入AC交流電壓整流 轉(zhuǎn)換成DC直流電壓；開關(guān)變壓器通過T1對高電壓和低電壓實(shí)行隔離，符合安全規(guī)范；P麗 控制電路的U1通過PIN6電流采樣和PIN2的電壓控制信號(hào)改變P麗的占空比，實(shí)現(xiàn)輸出電 壓的控制；光耦反饋控制電路的U3采樣輸出電壓后通過0P1為Ul提供一個(gè)電壓控制信號(hào)； 次級(jí)輸出濾波電路通過共模電感L2抑制高頻信號(hào)對外部設(shè)備干擾，U4通過采樣Q6的Vds 電壓在Ql關(guān)閉時(shí)開通Q6來實(shí)現(xiàn)同步整流。[0020] 供電回路的輸出線21采用標(biāo)注的DC輸出線，輸出轉(zhuǎn)換頭22為DC轉(zhuǎn)換頭，單片機(jī) 主控電路包括控制接口 23是開關(guān)電源電路和單片機(jī)主控電路的接口，其中CTL是調(diào)節(jié)輸 出電壓P麗反饋控制線，PRO是單片機(jī)保護(hù)信號(hào)輸出線，I-IN是電流采樣線，VIN是電壓采 樣線；MCU供電電路29將VIN輸入的直流電變換成穩(wěn)定的VCC，給智能芯片MCU提供電源， 其中DZ1是VCC過壓保護(hù)，R33、R34組成輸出電壓采樣反饋，C5、C11濾除紋波，D3隔離二極 管，Ll為儲(chǔ)能電感，D2為續(xù)流二極管，Ql電壓調(diào)整開關(guān)管；按鍵調(diào)整電路20由Sl、 S2、 R6、 R27、 R23、 R29組成，Sl， S2為用戶選擇功能按鈕，R23、 R29上拉偏置電阻，R26、 R27為限流 隔離電阻；顯示電路26為三位數(shù)碼顯示電路，它由R25、R46、R47、R48、R45、R44、R35、R52、 R49、R51、R50、三位共陰極數(shù)碼管、U2、Q14、Q15和Q16組成，其中Q14、Q15和Q16作為陽極 驅(qū)動(dòng)分別用單片機(jī)控制I/O 口 Pin21、 Pin22和Pin23驅(qū)動(dòng)，R30、 R31和R32為三個(gè)驅(qū)動(dòng)管 的限流電阻，顯示串并轉(zhuǎn)換由U2實(shí)現(xiàn)，將單片機(jī)從I/O 口 Pinl7、 Pinl8輸出的8位串行數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換為8位并行數(shù)據(jù)，R48、 R45、 R44、 R35、 R52、 R49、 R51、 R50為限流電阻；電流采樣電路 28由運(yùn)算U5A(LM358)、放大反饋電阻R20及外圍R17、 R18、 R19、 R21、 C7、 C12、 Cll、單片機(jī) A/D 口 Pin7組成，R17、R18分壓線路將電流信號(hào)減半，Cll、C7和C12中頻濾波，R21隔離電 阻，R20放大反饋，R19運(yùn)放正端對地偏置電阻，Pin7實(shí)現(xiàn)放大后的電流信號(hào)采樣；電壓采樣 電路24由R15、R16、C3、單片機(jī)A/D 口 Pin2組成，其中，R15、R16電壓信號(hào)串聯(lián)分壓到單片 機(jī)I/O可以接受的安全電壓，C3濾波電容，Pin2實(shí)現(xiàn)采樣電壓；電壓調(diào)整電路24由8個(gè)開 關(guān)M0S(M1 M8)及外圍驅(qū)動(dòng)電阻、單片機(jī)控制I/O 口 Pin2 Pin6、 PinlO Pinl2組成， 其中Rl R8是開關(guān)電源部分電壓反饋調(diào)整電阻，通過單片機(jī)在控制I/O 口 Pin2 Pin6、 PinlO Pinl2輸出不同的電平組合，從而改變反饋電阻的阻值，例如Pin2輸出"l"驅(qū)動(dòng) Ml導(dǎo)通，可使R8電阻通過控制接口的RX腳反饋到開關(guān)電源的P麗控制部分；主控MCU電 路25核心單片機(jī)PIC16FXXX及外圍復(fù)位電路C4、 R24組成。 如圖4所示，本實(shí)用新型還可以在上述輸出電壓可調(diào)的電源適配器基礎(chǔ)上，在每 一個(gè)輸出轉(zhuǎn)換頭分別增加一個(gè)對應(yīng)的反饋電阻Rf ，反饋電阻Rf —端連接到光耦反饋控制 電路的RX端，另一端連接到次級(jí)整流濾波電路的GND端，用于控制電壓輸出。 這種做法是將反饋電組直接做到輸出轉(zhuǎn)換頭上，圖中Vout+、 Vout-是輸出直流電 壓，Rf是電壓調(diào)節(jié)反饋電阻，例如DELL筆記本電腦使用的19. 5V轉(zhuǎn)換頭上內(nèi)置的Rf電阻 值為3K。與市面上類似的實(shí)現(xiàn)方式相比，本產(chǎn)品將信號(hào)地GND和大電流地Vout-區(qū)分開來， 可以有效的避免地線串?dāng)_造成輸出電壓不夠精準(zhǔn)，從而獲得更高的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度；該實(shí) 現(xiàn)方式簡單適用，成本低廉。
權(quán)利要求一種智能型輸出電壓可調(diào)的電源適配器，包括用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的開關(guān)電源電路，以及與所述開關(guān)電源電路連接的供電回路，所述供電回路包括輸出線和輸出轉(zhuǎn)換頭，其特征在于，供電回路還包括單片機(jī)主控電路，所述單片機(jī)主控電路接入到開關(guān)電源電路，智能控制開關(guān)電源電路的電壓輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型輸出電壓可調(diào)的電源適配器，其特征在于，所述開關(guān) 電源電路包括用于濾除輸入交流電中的EMI干擾雜波的EMI濾波電路； 用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的全橋整流電路；在P麗控制下將整流出來的直流電轉(zhuǎn)換成用戶所需的電壓的開關(guān)變壓器； 用于濾除開關(guān)變壓器輸出的直流電的紋波的次級(jí)整流濾波電路；通過改變P麗信號(hào)的頻率控制開關(guān)變壓器變換出不同電壓值的輸出電壓的P麗控制電路；用于將次級(jí)反饋和前級(jí)P麗控制隔離防止信號(hào)干擾到前級(jí)P麗控制開關(guān)變壓器進(jìn)行變 壓器變換的光耦反饋控制電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能型輸出電壓可調(diào)的電源適配器，其特征在于，所述單片 機(jī)主控電路包括用于連接開關(guān)電源電路，提供主控MCU工作電壓、電壓采樣和電流采用信號(hào)，以及接收 主控MCU電壓調(diào)整控制和過流過壓保護(hù)控制信號(hào)的控制接口 ；用于綜合按鍵調(diào)整電路、電壓采樣和電流采用的信號(hào)，發(fā)送電壓調(diào)整信號(hào)的主控MCU ; 用于提供主控MCU穩(wěn)定工作電壓的MCU供電電路；用于控制不同的MOS導(dǎo)通，改變P麗反饋端電阻阻值來控制開關(guān)電源電路電壓輸出的 電壓調(diào)整電路；用于輸入不同輸出電壓電壓值到主控MCU的按鍵調(diào)節(jié)電路； 用于將開關(guān)電源電路的輸出電壓反饋給主控MCU的電壓采樣電路； 用于將開關(guān)電源電路的輸出電流反饋給主控MCU的電壓采樣電路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能型輸出電壓可調(diào)的電源適配器，其特征在于，所述單片 機(jī)主控電路還包括用于顯示輸出電壓的電壓值的顯示電路，所述顯示電路連接到主控MCU。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能型輸出電壓可調(diào)的電源適配器，其特征在于，所述輸出 轉(zhuǎn)換頭含有反饋電阻Rf，所述反饋電阻Rf—端連接到光耦反饋控制電路的RX端，另一端連 接到次級(jí)整流濾波電路的GND端，用于控制電壓輸出。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種利用單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)輸出電壓可調(diào)的電源適配器，它包括用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的開關(guān)電源電路，以及與所述開關(guān)電源電路連接的供電回路。開關(guān)電源電路包括EMI濾波電路、全橋整流電路、開關(guān)變壓器、次級(jí)整流濾波電路、PWM控制電路和光耦反饋控制電路；供電回路包括輸出線、輸出轉(zhuǎn)換頭、顯示電路和單片機(jī)主控電路，單片機(jī)主控電路接入到開關(guān)電源電路，智能控制PWM控制電路的電壓輸出，另外還可以在不同轉(zhuǎn)換頭上配以不同阻值的反饋電阻，通過反饋電阻的不同實(shí)現(xiàn)PWM控制電路電壓輸出的可調(diào)。本實(shí)用新型可控輸出電壓范圍更廣，控制精度更高，另外，可以實(shí)現(xiàn)自感應(yīng)輸出電壓調(diào)節(jié)，有效保證外部設(shè)備的供電，更加安全和人性化。
文檔編號(hào)H02M7/02GK201450455SQ20092006045
公開日2010年5月5日 申請日期2009年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月14日
發(fā)明者黃挺 申請人:黃挺