開關電源輸出電壓采樣電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及信號采集電路技術領域，具體涉及一種開關電源輸出電壓采樣電路。
【背景技術】
[0002]開關電源的電壓調節環路需要精準的采樣開關電源輸出電壓，以實現電源自身的穩壓輸出。常用的開關電源輸出電壓采樣電路，為了抑制電壓尖峰的干擾，在采樣電路上進行阻容濾波，濾波后得到輸出電壓的平均值進行采樣，使用這種采樣方式得到的信號，丟失了電源輸出電壓上疊加的交流紋波分量，不能如實反映輸出電壓的真實值，電壓調節環路也就失去了對紋波電壓的抑制能力。
[0003]公開號為CN104485816A中國專利文獻公開了一種交錯并聯式開關電源及其控制方法，提出了根據多路功率級電路的開關控制信號生成交流紋波信號，然后將交流紋波信號與輸出電壓反饋信號疊加進行控制的方法，但是其交流紋波信號不是真實的輸出電壓上的紋波電壓信號，難以對輸出電壓進行精確的控制。

【發明內容】

[0004](一 )要解決的技術問題
[0005]本發明要解決的技術問題是:如何設計一種同時帶有紋波電壓采樣及平均電壓采樣功能的開關電源輸出電壓采樣電路。
[0006]( 二 )技術方案
[0007]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種開關電源輸出電壓采樣電路，包括紋波電壓采樣電路、平均電壓采樣電路和疊加電路，所述紋波電壓采樣電路用于對被采樣電壓VIN的紋波電壓進行采樣，得到紋波電壓采樣值，所述平均電壓采樣電路用于對被采樣電壓VIN進行分壓并濾波后，生成與開關電源輸出電壓成比例的平均電壓，得到平均電壓采樣值，所述疊加電路用于將所述紋波電壓采樣值和平均電壓采樣值進行疊加后輸出。
[0008]優選地，所述開關電源輸出電壓采樣電路包括:雙運算放大器N1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電容Cl、電容C2，電阻Rl的一端與被采樣電壓VIN相連，電阻Rl的另一端連接雙運算放大器NI內的第一運算放大器的同向輸入引腳INA+，電阻Rl的另一端同時連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端接地，電容Cl與電阻Rl并聯連接；電阻Rl、R2、電容Cl以及第一運算放大器組成所述紋波電壓采樣電路；電阻R5、R6組成所述疊加電路；
[0009]電阻R3的一端與被采樣電壓VIN相連，電阻R3的另一端連接雙運算放大器NI內的第二運算放大器的同向輸入引腳INB+，電阻R3的另一端同時連接電阻R4的一端，電阻R4的另一端接地，電容C2與電阻R4并聯連接；電阻R3、R4，電容C2以及第二運算放大器組成所述平均電壓采樣電路；
[0010]雙運算放大器NI內的第一運算放大器的反向輸入引腳INA-與雙運算放大器NI內的第一運算放大器的輸出引腳OUTA連接，引腳INA-同時連接電阻R5的一端，電阻R5的另一端與電阻R6連接，電阻R6的另一端同時與雙運算放大器NI內的第二運算放大器的反向輸入引腳INB-、第二運算放大器的輸出引腳OUTB連接；雙運算放大器NI的電源引腳連接供電電源VCC，接地引腳接地。
[0011](三)有益效果
[0012]由于本發明采用了紋波電壓采樣技術，在保持開關電源輸出電壓平均值采樣電路穩定可靠的優點的同時，在采樣信號上疊加了輸出電壓紋波分量，因而最終得到的采樣信號能夠真實地反映開關電源輸出電壓，提供給開關電源的電壓調節環路對電源的輸出紋波電壓進行有效地抑制，具有使用元器件少，電路簡單，電壓采樣精確的效果。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明實施例的開關電源輸出電壓采樣電路圖。
【具體實施方式】
[0014]為使本發明的目的、內容、和優點更加清楚，下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0015]如圖1所示，本發明提供了一種開關電源輸出電壓采樣電路，包括:雙運算放大器N1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電容Cl、電容C2共一個雙運算放大器，二個電容，六個電阻，電阻Rl的一端與被米樣電壓VIN相連，電阻Rl的另一端連接雙運算放大器NI內的第一運算放大器的同向輸入引腳INA+，電阻Rl的另一端同時連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端接地，電容Cl與電阻Rl并聯連接；電阻Rl、R2、電容Cl以及第一運算放大器組成所述紋波電壓采樣電路；電阻R5、R6組成所述疊加電路；
[0016]電阻R3的一端與被采樣電壓VIN相連，電阻R3的另一端連接雙運算放大器NI內的第二運算放大器的同向輸入引腳INB+，電阻R3的另一端同時連接電阻R4的一端，電阻R4的另一端接地，電容C2與電阻R4并聯連接；電阻R3、R4，電容C2以及第二運算放大器組成所述平均電壓采樣電路；
[0017]雙運算放大器NI內的第一運算放大器的反向輸入引腳INA-與雙運算放大器NI內的第一運算放大器的輸出引腳OUTA連接，引腳INA-同時連接電阻R5的一端，電阻R5的另一端與電阻R6連接，電阻R6的另一端同時與雙運算放大器NI內的第二運算放大器的反向輸入引腳INB-、第二運算放大器的輸出引腳OUTB連接；雙運算放大器NI的電源引腳連接供電電源VCC，接地引腳接地。
[0018]具有上述結構的帶有紋波采樣功能的開關電源輸出電壓采樣電路，是以電阻Rl和電容Cl的連接點作為輸入端，電阻R5和電阻R6的連接點作為輸出端。
[0019]電路工作時，電阻R1、電阻R2、電容Cl及雙運算放大器內NI的第一運算放大器NlA構成了紋波電壓采樣電路；電阻R3、電阻R4、電容C2及雙運算放大器NI內的第二運算放大器NlB構成了平均電壓采樣電路，電阻R5及R6構成了疊加電路。被采樣電壓VIN輸入后，電阻Rl與電阻R2對被采樣電壓VIN進行分壓，由于電阻Rl上同時并聯了電容Cl，電容Cl對直流信號呈現高阻抗狀態而對于交流信號則是低阻抗通路，于是采樣電壓通過電容Cl后紋波電壓分量得以保存，再經過雙運算放大器NI內的第一運算放大器NlA構成的電壓跟隨電路，得到紋波電壓采樣值；而電阻R3與電阻R4對被采樣電壓VIN進行分壓，同時電阻R3與電容C2構成了一階低通濾波電路對采樣電壓進行濾波，采樣電壓被分壓并濾波后，成為與開關電源輸出電壓成比例的平均電壓，再經過雙運算放大器NI內的第二運算放大器NlB構成的電壓跟隨電路，得到平均電壓采樣值。紋波電壓及平均電壓采樣值通過電阻R5及R6進行疊加后輸出作為開關電源輸出電壓的反饋信號，實現了開關電源輸出電壓的精確采樣。
[0020]由以上實施例可以看出，由于本發明采用了紋波電壓采樣技術，在保持開關電源輸出電壓平均值采樣電路穩定可靠的優點的同時，在采樣信號上疊加了輸出電壓紋波分量，因而最終得到的采樣信號能夠真實地反映開關電源輸出電壓，作為反饋信號提供給開關電源的電壓調節環路對電源的輸出紋波電壓進行有效地抑制，具有使用元器件少，電路簡單，電壓采樣精確的效果，通過對各個電阻的阻值、電容的電容值的選擇還可以實現輸出紋波電壓及輸出平均電壓采樣比例可調。本發明可用于取代現有的開關電源輸出電壓采樣電路，用于開關電源的輸出電壓采樣。
[0021]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種開關電源輸出電壓采樣電路，其特征在于，包括紋波電壓采樣電路、平均電壓采樣電路和疊加電路，所述紋波電壓采樣電路用于對被采樣電壓VIN的紋波電壓進行采樣，得到紋波電壓采樣值，所述平均電壓采樣電路用于對被采樣電壓VIN進行分壓并濾波后，生成與開關電源輸出電壓成比例的平均電壓，得到平均電壓采樣值，所述疊加電路用于將所述紋波電壓采樣值和平均電壓采樣值進行疊加后輸出。2.如權利要求1所述的開關電源輸出電壓采樣電路，其特征在于，所述開關電源輸出電壓采樣電路包括:雙運算放大器N1、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電容Cl、電容C2，電阻Rl的一端與被采樣電壓VIN相連，電阻Rl的另一端連接雙運算放大器NI內的第一運算放大器的同向輸入引腳INA+，電阻Rl的另一端同時連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端接地，電容Cl與電阻Rl并聯連接；電阻Rl、R2、電容Cl以及第一運算放大器組成所述紋波電壓采樣電路；電阻R5、R6組成所述疊加電路； 電阻R3的一端與被采樣電壓VIN相連，電阻R3的另一端連接雙運算放大器NI內的第二運算放大器的同向輸入引腳INB+，電阻R3的另一端同時連接電阻R4的一端，電阻R4的另一端接地，電容C2與電阻R4并聯連接；電阻R3、R4，電容C2以及第二運算放大器組成所述平均電壓采樣電路； 雙運算放大器NI內的第一運算放大器的反向輸入引腳INA-與雙運算放大器NI內的第一運算放大器的輸出引腳OUTA連接，引腳INA-同時連接電阻R5的一端，電阻R5的另一端與電阻R6連接，電阻R6的另一端同時與雙運算放大器NI內的第二運算放大器的反向輸入引腳INB-、第二運算放大器的輸出引腳OUTB連接；雙運算放大器NI的電源引腳連接供電電源VCC，接地引腳接地。
【專利摘要】本發明涉及一種開關電源輸出電壓采樣電路，屬于信號采集電路技術領域。由于本發明采用了紋波電壓采樣技術，在保持開關電源輸出電壓平均值采樣電路穩定可靠的優點的同時，在采樣信號上疊加了輸出電壓紋波分量，因而最終得到的采樣信號能夠真實地反映開關電源輸出電壓，提供給開關電源的電壓調節環路對電源的輸出紋波電壓進行有效地抑制，具有使用元器件少，電路簡單，電壓采樣精確的效果。
【IPC分類】G01R19/00
【公開號】CN104991108
【申請號】CN201510479073
【發明人】何曉宇, 楊印晟, 胡華柏, 趙陽, 劉志虎
【申請人】中國航天科工集團第三研究院第八三五七研究所
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年8月7日