TWI277851B - Adjustable regulated power device - Google Patents

Description

1277851 15275twf.doc/g 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種穩壓電源裝置。更特別地，本發 明是有關於—種可調穩壓電源裝置，其電壓和電流 ^ 精度相當高並且系統體積較小。 ^即 【先前技術】 在傳統技術中，穩壓電源的輸出電壓大多是固定的 而對於輸出電壓可調的穩壓電源，多半是加上調節電位哭 來實現，或者是使用餘_分㈣來#現讀調節，^ 是上述這些方法通常只用在簡單的低檔産品中。1缺點 是，上述這些電路都是完全類比(anal〇g)的控制方式二其; 如果想要调節輸出電壓，就必須將輸出電壓顯示在電壓表 頭上，再經由使用者調節電位器使輸出電壓達到要求的 =，因此對使用者相當不方便。此外，更容易出問題的是， 若在使用過程中不小心碰到了調節電位器，其輸出電壓值 ΐ跟著改1 ’因此此種方式不夠安全，甚至錯誤的輸出電 壓會損壞所連接的負載裝置。 。為了改善上述傳統技術中之缺點，近年來也發展出使 用單片機(Single Chip Mief_nputef)來控制龍位式直流 ，壓電源。一般而言，多採用單片機控制數位轉類比轉換 裔(Digital to Analog Converter，DAC)來輸出與目標電壓值 所對應的^壓，再將電源輸出與其作比較後反饋(脇⑽） 到電壓調m以達到控制電源輸出來得到穩壓電源輸 出的目的。但是此種方式的缺點是電路結構龐大、成本較 1277851 15275twf.doc/g 高，而難以普遍應用。 綜上所述，對於現有傳統穩壓電源的缺點， 、安全性高、可靠性高、功能齊全、操作方便、 低 種成本 電壓 電流的調節精度高’以及電路結構與系統體積小的穩^和 源是相當右必暴的。 ~ $電 源是相當有必要的 【發明内容】

因此，本發明提出一種可調穩壓電源装置，可以 透過鍵盤來實現數位化輸入功能，及微處理器來控^如 電位器實現電壓調節、反饋控制、限流保護、限^兔子 值調節等功能。也可以透過顯示H來顯示出目標電壓= 限流值。因此具有成本低、安全性與可靠性高、功能齊全二 才呆作方便、電壓和電流的調節精度高和體積小等優點广、 此外，本發明提出另一種可調穩壓電源裝置，適用 例如可凋開關穩壓電源裝置，也可以例如透過鍵盤來實現 數，化輸入功能，及微處理器來控制電子電位器實現電壓 凋^、反饋控制、限流保護、限流和恒流值調節等功能。 也可以透過顯示器來顯示出目標電壓值和限流值。因此具 ，成本低、安全性與可靠性高、功能齊全、操作方便、i 麼和電流精度高和m小等優點。 :據實施例’本發明之可調穩壓電源裝置包括，例 =電位裝置、一穩壓裝置與一控制裝置。電子電位 ΐ有多數個電位器之—電子電位器。穩壓裝置包 ^4：器5亥穩壓器連接到一輸入電源以及該些電位器 主少其中之—^ ^ 弟一電位器，該第一電位器構成一可變電 1277851 15275twf.doc/g 阻’該可變電阻可調整該穩壓器所輸出之一輸出電壓。而 控制裝置包括-微處理器與一控制輸入器，該控制輸入器 二ΓΪΪ:設定值之輸入，該微處理器連接到該控制輸入 tr丨營電位11 ’用以接㈣設定值，並依據該設定值 米控制該電子電位器。 ，據-實施例’本發明之_於例如可_關穩壓電 f裝置之可調穩壓電源裝置包括’例如-電子電位裝置、 子==二_裝置、—穩壓I置與—控制裝置。電 具有多數個電位器之-電子電位器。輸出 關ΐϋΓΓ輸人電源並產生可調整之—輸出電壓。開 壓輸出人級。穩縣置包括—觀器，該穩 其;繼）級、該開關裝置以及該些電位器至少 —電位15 ’該第—電位器構成—可變電阻，用 ===器來控制該穩㈣置與該開置中所形成 閉城饋回路，以敎該輸出人級之電壓 一控制輸入器’該控制輸入器用以接收 =德之輸人’該微處理器連接到該控 =用以接收該設定值，並依據該設定值來控制該 在本發明之-實施财，上述之可調_電源 :=，例如一比較裝置’其中包括—採樣器與一比較器， η羡器可用以對該輸出麵之電流採樣以獲得一採肿 採樣器，用以接收並比較來自該第4上電=

8 1277851 15275twf.doc/g 與來自該採樣器之該採樣信號，並輸出一比較結果。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉數個實施例，並配合所附圖式，作样細說 明如下。 β 。 【實施方式】 圖1A為依據本發明之一實施例所繪示之—可+月穩壓 電源之示意電路圖。請參照圖1A，可調穩壓電源^〇=包 括，例如電子電位裝置102、穩壓裝置104、比較裝 以及控制裝置108。 乂 ’ 電子電位裝置102包括，例如電子電位器112。在本 發明之一實施例中，電子電位器112，例如包括華邦 (Winbond)電子股份有限公司所生産的電子 WMS7204 (如圖1A所示，其具有4組電位器）。此外，° 也可以使用華邦電子公司的電子電位器WMS72〇2(其且 有2組電位器），或者是其他任何麵的電子電位器’，、: 不應文限於本發明圖示中所繪示之任何實施例。 器WMS7204或WMS7搬是為256級線性可調，复= 精度很高（以下將有詳細說明）。請參照圖认，复’中： 器環的中間抽頭端連接到其_端以形成可變電阻 連接到穩壓裝置刚，而電位器W1的另一端接地。電： 器W2 —端接地’另—端連接到參考電壓，而 抽頭端則連接到比較裝置1G6,用 v㈣ 比較裝置106。 ^ vcs到 穩壓裝置刚包括，例如賴器122以及電阻幻。 1277851 15275twf.doc/g 在本發明之一實施例中’穩壓器包括，例如是穩壓積體電 路LM317 ’其輸入知Vi連接到輸入電源vin，輸出端 連接到輸出電壓Vout，而參考端ADJ連接到電位器W1。 電阻R1的一端連接到輸出電壓Vout，而另一端與電位器 wi所形成的可變電阻串聯。 比較裝置106包括，例如採樣器132與比較器134。 採樣器132可用以對輸出電壓v〇ut的電流作採樣，其可包 括，例如電阻R2連接在輸出接&GND與接地之間，因此 輸出電壓的電流的採樣信號Ss從輸出接地GND取出，而 輸入到比較器134中。比較器134用以接收並比較採樣信 號Ss與基準電壓Vcs’以輸出—比較結果到控制裝置1〇8。 此外，比較裝置106更可包括’例如放大器136，連接於 採樣器132與比較器134之間，用以接收採樣信號&並將 其放大以輸入到比較器134。

控制裝置108包括，例如微處理器142，以及控制輸 入為144。微處理器、142的輸入/輸出端㈣ut/〇_t卿 I/O port)連接到電子電位$ 112，可用來設置電子電位哭 112的值，並且存取電子電位器112巾記憶體的值 輸入器144連接到微處理器142，可用來作為可調穩壓電 源l〇〇a的輸入或控制裝置。控制輸入器144可包括 鍵盤、按鍵、滑鼠、光筆或其他輸入裝置。此外，控制裝 置應更可包括例如一顯示器146，連接到微處理器1C， 以顯示例如由控制輸人器144輸人的數位值、設定的輪出 電屢值、限流值與工作狀態等。此外，顯示器146包括出 1277851 15275twf.doc/g 例如液晶顯不器（liquid crystai dispiay，LCD)、發光二極體 (light emitting diode)顯示器，或螢幕等。 凊參照圖1A，若穩壓器122為穩壓積體電路LM317, 輸出電壓Vout可表示為以下方程式^):

Vout = 125V X = 125V +125V x — ⑴ m Rl 其中，W1為電位器Wl所形成的可變電阻的電阻值， R1為電阻R1的電阻值。在本發明之一實施例中，Wi之 #值可從0到電子電位器112的額定(nominal)最大值之間分 為256級來作線性調節，因此每一個輸出電壓v〇ut的值與 電位器的值W1成線性比例。因此，只要選擇合適的R1 值和額定最大值，就可實現輸出電壓v〇ut在所需要的範圍 内為線性可調。 例如’當選取額定最大值爲10K〇hm，而R1爲 3.3KOhm，依據方程式（1)，當W1的值大約為〇時輸出電 壓Vout的最小值約為U5V，而當W1的值大約為〇時輸 _ 出電壓 V〇Ut 的最大值約為⑹25F + 1.25Fxl0/3.3 = 5.04F。 因此，輸出電壓Vout在1.25V到5V範圍内為256級 線性可調。 在本發明之一實施例中，當使用者從控制輸入器144 輸入一個電壓值時，微處理器142就根據方程式(1)計算出 對應的W1值，然後通過電子電位器112的介面（例如圖 1A中所示的/CS，CLK，sdi等）來設置\\α。接著，穩壓裝 置1〇4就會將輸出電壓Vout控制在所輸入的值上，同時， 微處理器142會將所輸入的電壓值顯示在顯示器丨46上。 11 I277851 15275twf.doc/g 另一方面 媒會對輪出電壓，例如其電流進行採 樣，爲了減小祕益132對輸出電路的輸出電阻的影塑， (如圖中電阻R2之值)必_ 小（例如為〇.1〇h„〇。因此採樣信號&也會很小， 以藉由放大器i36來放大採樣信號&到適當的幅度。 在本發明之-實施例中，電位^W2可用以產生 如與設定的限流電流值成比例的基準電壓Vcs。如圖1A 所二，爲了提高控制精度，電位器W2的—端連接到 電屢Vi^ef ’另-端接地，耐間抽頭端用 Vcs。因此，基準電壓Vcs只與電子電位請的= 度以及參考輕Vref值有關，而與其他參數無關。在本發 明中，由於電子電位器112具有很高精度的分段，所以輸 出的基準電壓Vcs的精度很高。 如前所述，比較器134同時接收並比較採樣信號& 以及基準 Ves。在本發日狀—實關巾，當採樣信號 Ss的值達到基準電壓Vcs的值時，比較器134輸出的比較 結果會反相。此時，當微處理器142檢測到比較裝置1〇6 的輸出信號反相時，會調整減少電位器W1的值，而使輸 出電壓Vout減小，因此輸出電壓的電流亦隨之減少，結果 ，樣k號Ss的值也會隨之減小。另外，此時也可以控制顯 :态146，使其顯示恒流標誌。一直到比較裝置1〇6比較 採樣信號Ss與基準電壓Vcs的比較結果不再為反相時，微 處理器142就不再減少電位器W1的值，因此輸出電壓 Vout就可以限定，而輸出電壓的電流亦隨之限定，因而實 12 1277851 15275twf.doc/g 現了限流的功能 在本發明之—實__， & Γ2除了會檢查輪出電壓^的電流是否達 流值Iset之外，還可 限 信制電位器W2來產生—個比限流 值set對應的基準電壓Vcs猶低 壓 二基準電壓Vcs2)，+ 乂下稱爲弟 士μ— 其對應的輸出電流值以下稱爲第二電

汉疋值ISet2,其比限流值Iset低△。在本發明中，第二 電流設定值ISet2可根據具體情況來蚊，例如當 0.05A，並且所設定的限流值―為iA時，第二電流設定 值Iset2爲0.95A。當電位器W2輸出第二基準電壓Vsc2 時，微處理器、142會檢查比較裝置1〇6的輸出結果，若其 為反相，則表示輸出電壓Vout的電流大於第二電流設定值 Iset2。當輸出電壓Vout降得太低或負載變化使得輸出電流 降到低於第二電流設定值Iset2時，比較裝置廳的輸出結 果就不會反相，而微處理器142會增加電位器W1的值使 輸出電壓Vout增大，因此，採樣信號&的值也會隨之增 大。當增大到使比較裝置1〇6比較第二基準電壓Vcs2與 採樣彳§號Ss的比較結果為反相時，微處理器142就不再增 加電位器W1的值。因此，輸出電流可以被控制在限流值 Iset與第二電流設定值iset2之間，而可以實現恒流的功 能。在本發明之一實施例中，如果繼續增大輸出電壓v〇ut 到設定的輸出電壓值時仍不能使輸出電流達到第二電流設 定值Iset2，此時就不再增加Vout，而可以進入恒壓狀態。 此外，輸出電壓Vout的調節範圍可以下列方式決定。 13 1277851 15275twf.doc/g 例如，若電子電位器112的最高工作電壓為，例如5·5ν， 而穩壓器122的最低輸出電壓為，例如125V，可以得到 此種組合之輸出電壓Vout的調節範圍是從125V到 6.75V 〇 * 在本發明之一實施例中。電子電位器112中，例如包 括有快閃記憶體(Flash Memory)來儲存資料。因此，即使 在斷電像使用者的資料也不會遺失。此外，因為本發明中

使用了微處理器142,還可以具有常用輸出電壓值和限流 值的記憶和速查功能，也可以很方便地增加其他的附加功 能0 圖1B為依據本發明之另一實施例所繪示之一可調穩 壓電源之示意電路圖。請參照圖1B，可調穩壓電源1〇〇b 包括，例如與圖1A所示相同之電子電位裝置1〇2、比較裝 置106與控制裝置108,以及與圖1A不同之穩壓裝置152。 &月參照圖1B，穩壓裝置152包括，例如穩壓器154、 電晶體156、電阻R3、R4與R5。在本發明之一實施例中， 穩壓154可以包括，例如穩壓積體電路TL431，其陽極 接地，陰極則連接到電阻R5和電晶體156的基極，電阻 R5的另一端和電晶體156的集極共同連接到輸入電源vin 上’電晶體156的射極則連接到輸出電壓vout。 請參照圖1β，若穩壓器146為TL431，輸出電壓vout 可表示為以下方程式(2):

Vout = 2.5F X + = 2.5F + 2.5Fx

R3 R4 + WI (2) 其中，W1為電位器W1所形成的可變電阻的電阻值， 14 1277851 15275twf.doc/g R3與R4則表示電阻R3_的電# 施例中，例如，當選取電子雷 ^月之一貝 lOKOhm，而R3與R4各爲125K^h的額定最大值爲 方，者 w i 〇hm 與 2·5Κ〇Μ，依據 $ 、、、為1GK〇hm時輸出電壓Vout的最小 值、力為驗=21 + 2.5〜12.5/125 =从。而去以 壓V〇ut的最大值約為⑽ 以實現輸出電壓Vout從5V到15V的 == 調。與圖1A所示之可調穩壓電源嶋不同的是， 物购谢電=2= 咋電反的限制，而可輸出較高的電壓。 圖1C為依據本發明之又一實施 备 壓電源之示意電路圖。請參照圖1C，可:n可f〇f 包括’例如與圖1A所示相同之比較裝置1(;6 ‘制裝』 172。’以及與圖1A不同之電子電位裝置162與穩壓裝置 ，=圖ic’電子電位裝置162中包括 ?=Γ:二賴置172可包括，例如器m、； 曰曰體Π6、運鼻放大器178，以及電阻R6、R7 二 的中間抽頭端連接到其另一端而形成可變電阻電 T的另-端接地。電位器W5的中間抽頭端連接=另而 知而形成可變電阻，並連制運算放A|§ 17相 而電位器W5的另一端接地。電位器上 知接地’另-端連接到參考麵Vref，而其㈣抽頭端 15 !277851 15275twfdoc/j .貝接到比較裝置106,用以輸出基準電壓Vcs到比較裳 置 106 〇 <、在本發明之一實施例中，穩壓器174可以包括，例如 穩壓積體電路TL431，其陽極接地，陰極則連接到電阻R8 和電晶體176的基極，電阻R8的另一端和電晶體i76的 集極共同連接到輸入電源Vin，電晶體176的射極則連接 到輸f電壓V〇ut。運算放大器178的輸出端連接到其反相 _ 輸入端而形成一隨耦器（follower)，並且連接到電位器W3 的另一^。電阻的另一連接到輸出電壓。 请參照圖1C，由電阻R6和電位器w5構成一個對輸 出電壓v〇ut的採樣電路，可以産生一個與輸出電壓Vout 成比例的採樣電壓Vcy。因此，電壓Vcy可以表示

Vcy = Vout x —__ Vout + ~~K\ (3) 立其中尺1 =⑽+们)爪5 = (1 +仙爪5) ’為比例係數。應當注 意，在設置時須保證電壓Vcy的最大值不能達到或ϋ電 $ 子電位器154的電源電壓。 運算放大器178在此可作為電壓隨耦器，其輸出電壓 與輸入電壓相同。因此，若穩壓器174為 壓v⑽可表示為以下方程式⑷： 輸出電 = +尝)=2,♦黑)χ(1 +尝） (4) “，參照圖1C與方程式(4)，由於同時採用了兩個可調 電位器W3與W5，因此可得到足夠的調整精度與更大的 輸出，壓調整範圍。在本發明之-實施例中，例如取電子 電位器I64的頰定最大值是lOKOhm、R6為5KOhm，以 16 !277851 15275t\vf.doc/g 及R7為lOKOhm。依據方程式(4)，當w3與W5之值約 為〇與lOKOhm時輸出電壓v〇ut的最小值約為 — =：2·5Κχΐ·5χ1 = 3.75Κ ’ 而當 W3 與奶之值約為 1〇K〇hm 與 1冗011111時輸出電壓\^0加的最大值為〜// = 21><6><2 = 3狀。可 以發現，輸出電壓越低時其調整精度越高，但即使在輸出 電壓達到30V時，比例係數K1值已達到6，其調整精度 為2.5Fx6/256 = a〇5w，仍然是很高的。與圖1A或1B的實施

例相較之下，圖1C的實施例的輸出電壓電壓調整範圍更 大且精度高。 ^圖ID為依據本發明之更一實施例所繪示之一可調穩 ，電源之不思電路圖。請參照圖1D，可調穩壓電源⑽ 匕括例如與圖1A所示相同之比較裝置1〇6與控制裝置 以及與圖1A不同之電子電位裝置182與穩壓裝置 丄92 〇 請參照圖1D，電子電位裝£ 182中包括，例如電子 it::穩壓裝置192可包括，例如運算放大器194、 -^、車技s丨^ 198 ’以及電阻纽到R16。電位器W6的 接==考電_’另一端接地，而中間抽頭端連 償電阻R13連接到)運算放大器194的反 端接祕Ϊ位^ W7的—端連接到參考電壓Vl>ef，另一 以接也’而中間抽頭端與圖1A相同，同樣連接到比較器

在本發明之-實施射，觀裝置192巾 U u Rl2串聯’ R11的另—端連接到輸出電壓v⑽，纽的 1277851 15275twf.doc/g 另一端接地，它們的串聯節點連接到運算放大器i94的同 相輸入端。運算放大器149的輸出端連接到電阻rm的— 端，電晶體198的基極連接到電阻R14的另一端與電阻 R15其射極連接到R15的另—端並且接地，而其集極連 接到電阻R16與電晶體196的基極。電晶體196的集極與 電阻R16的另一端共同連接到輸入電源Vin，而其射極 接到輸出電壓Vout。 少請參照圖1D，電阻和R12可用於對輸出電壓vout 採樣，其串聯節點具有採樣電壓Vcyl。而基準電壓Vvsi 可由電位S W6纽。因此’可透過調整基準電壓v州 的值來調整輸出㈣Vout的值。在本發明之一實施例中， 如果輸出電壓Vout比目標值低，則電壓Vcyl會低於基準 電壓Vvs；l ’因此運算放大器194的輸出變小，電壓Vadj 變大，因而輸出賴VGUt會敎。反之，如果輸出電壓 Vout比目標值高，則電壓Vcyl會高於基準電壓Vvsi，因 此運算放大器194的輸出變大，電壓Vadj變小，因而輸出 電壓Vout變小。因此，輸出電壓v〇ut由以下方程式 決定： ^Vvs\xK2 (5) 其中尤2 = (1 + 7?11/及12) ’為比例係數。此外，基準電壓1 的值與電位器W6之值成比例，而其可調範圍是從〇v到 參考電壓Vref。在本發明之一實施例中，使用者可透過控 制輸入器144輸入欲設定的電壓值，其控制方法與前述圖 1A之實施例類似或相同。 18 1277851 15275twf.doc/g 請參照方程式(5)，在本發明之一實施例中，例如若設 置參考電壓Vref為5.12V，則電位器w6調整基準電壓 Vvsl的精度為5·12κ/256 = 2⑽F。如果設置電阻“I和 的值使彳于K2=5，則輸出電壓v〇ut的調整精度就是 20mr><5 = 0.1F，而此時輸出電壓v〇ut的最大值可達到 5.12κχ5 —25·6Κ，可見其調整範圍和精度都夠佳。此外，如果 還需要提高調整精度或增域整範圍，可簡增加一個電 位器與電位器W6串聯，如此基準電壓Vvsl的調整精度 可以提高一倍。 圖2為依據本發明之更一實施例所繪示之一可調穩壓 電源之不意電路圖。請參照圖2，可調穩壓電源2〇〇可適 用於例如包括11V、220V或其他電壓的交流市電輸入的可 調開關穩壓電源。可調穩壓電源2〇〇包括，例如電子電位 裝置202、穩壓裝置204、比較裝置206、控制裝置208、 開關裝置210，以及輸出入級212。 在本發明之一實施例中，輸出入級212可包括，例如 > 輸入級222、變壓器級224，以及輸出級226。輸入級222 例如可用以將輸入的交流電源轉成直流電，變壓器級224 在開關裝置210的控制下，將輸入的直流電源變成交流電 源再耦合到輸出級226，而輸出級226接收變壓器級224 之輸入’並將其整流、濾波，最後變成直流電源輸出。在 輸出入級212中，由於安全的需要，功率傳輸方面使用了 變壓器級224來隔離輸入級222和輸出級226。 在本發明之一實施例中，穩壓裝置204玎用以對輸出 1277851 15275twf.doc/g 頓Vout採樣，並與基準電麼比較，並輸出信號心到 開關裝置210中，以控制開關裝置21()來調整輸出電壓 Vout，使整個閉環反饋回路(d〇se feedback 1〇叩)呈負反饋 (negative feedback)，而可以達到穩定輸出電壓v〇m'的目 的。由於安全的需要，在反饋回路中，使用了光電麵合器 IC1將穩壓裝置204與開關裝置21〇隔離開來。 在本發明之一實施例中，穩壓裝置2〇4中主要包括， • 例如光電耦合器(IC1)、穩壓器232,以及運算放大器234。 此外’知壓為232包括，例如穩壓積體電路几431。開關 裝置210中主要包括，例如開關電源控制冗(冗2)。電子電 位裝置202可包括，例如電子電位器撕，其中電位器衝 的中間抽頭端連接到其另一端組成可變電阻，其與電阻 R21 ^聯，並且連接到運算放大器234的正相輸入端，而 電位器wii的另一端接地，電阻R21的另一端連接到輸 出電壓VoutJi。電位器W13的中間抽頭端連接到其另一 端形成可變電阻，並連接到運算放大器156的反相輸入端 馨卩及輸出端，因此運算放156形成—_器，而電位 器W11的另一端與電阻R22串聯，並且連接到TL431的 參考端。電阻R22的另一端連接到TL431的陽極並且接 地，TL431的陰極則連接到光電耦合器(IC1)中的發光二極 體的陰極，而發光二極體的陽極則透過串聯一個限流電阻 R23連接到輸出電壓v〇ut。Ια的光電接收管的射極連接 到功率部分的公共接地，其集極則連制關電源控制 IC(IC2)的反饋控制端FB。如圖2所示，IC1的連接方法可 20 1277851 15275twf.doc/g 參考典型的應用連接方法。 在本發明之一實施例中，圖2中所示的穩壓裝置2〇4 與比較裝置206之組成、連接方式與功能可以類似或相同 於圖1A或1C中所示之穩壓裝置1〇4與比較裝置1〇6，而 此一者與電子電位裝置2〇2之連接與運作方式亦可類似或 相同於圖中所示之電子電位裝置162,因此相似部分不 再重述，睛參考前述相關敘述。電位器W12的一端連接到 φ 穩疋精確的參考電壓Vref，另一端接地，因此其中間抽頭 端可輸出基準電壓Vcs到比較裝置2〇6中的比較器134。、 比較器134會電壓Vcs與其採樣器132所產生的採樣信號 作比#父’而輸出一比較結果到微處理器142。 在本發明之一實施例中，圖2中所示的運算放大器 234、放大器136和比較裝置1〇6可選用一隻四運放積體^ 路j例如LM324)即可。請參照圖2,其中電阻R21和電 位裔wii構成一個初步的輸出電壓v〇ut的採樣電路，可 用以產生一個與輸出電壓V〇ut成比例的採樣電壓Υνί。 • 因此，電壓Vcyl可以表示成： (6) 驗 X—ZLL_ = ¥ R2\^W\\ K3 其中尤“(Μΐ + ρπινπιι^ι + ηι/γη)，為比例係數。應當 注意，在設置時須保證電壓Vcyl的最大值不能達到或超 過電子電位器242的電源電壓。 運算放大器234在此可作為電壓隨耦器，其輸出電壓 與輸入電壓相同。電位器W13和電阻R22再形成穩壓器 232的採樣控制電路，因此，若穩壓器232為TL431，輸 21 1277851 15275twf.doc/g 出電壓Vout可表示為以下方程式(7):

Vout = 2.5V,K3，(l^) = 2.5V,(l + ^(l + ^) ⑺ 請參照圖2與方程式(7)，由於同時採用了兩個可調電 位器W11與W13，因此可得到足夠的調整精度與更大的 輸出電壓調整範圍。在本發明之一實施例中，例如取電子 電位器164的額定最大值是lOKOhm、R21為5K0hm，以 及R22為lOKOhm。依據方程式⑺，當W11與W13之值 約為lOKOhm與0時輸出電壓Vout的最小值約為 ^W = 2.5Fxl.5x1 = 3.7W，而當 W11 與 W13 之值約為 1K〇hm 與lOKOhm時輸出電壓Vout的最大值為 ^^ = 2·5Κχ6><2 = 3〇Κ。可以發現，輸出電壓越低時其調整精度 越面，但即使在輸出電壓達到30V時，比例係數Κ3值已 達到6，其調整精度為2.5rx6/256 = 0〇59F，仍然是很高的。 本實施例的輸出電壓的電壓的調整範圍大、精度高，並且 調壓範圍可以僅由穩壓裝置的設計參數就可決定。可以發 現，本實施例的功能及工作原理與圖lc的實施例類似^ 相同。 、/ 在本發明之另一實施例中，同樣地，前述有關圖1A、 1B與ID的穩壓電源實施例中的電子電位裝置與穩壓裝 置、，同樣也可以稍加修改而適用於如圖2所示之開關穩壓 電源實施例中之電子電位裝置與穩壓裝置。基本上，由於 其控制原理為相似或相同的，因此不再重述。 ^雖然本發明已以數個實施例揭露如上，然其並非用以 限疋本發明’任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 22 1277851 1 5275twf.doc/g 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1A為依據本發明之一實施例所繪示之一可調穩壓 電源之示意電路圖。 圖1B為依據本發明之另一實施例所繪示之一可調穩 壓電源之示意電路圖。 圖1C為依據本發明之又一實施例所繪示之一可調穩 • Μ電源之示意電路圖。 圖1D為依據本發明之更一實施例所繪示之一可調穩 壓電源之示意電路圖。 圖2為依據本發明之更一實施例所繪示之一可調穩壓 電源之示意電路圖。 【主要元件符號說明】 100a，100b，100c，100d，200 :可調穩壓電源 102, 162, 182,202 :電子電位裝置 • 1〇4, I52, 172,2〇4 :穩壓裝置 106, 206 :比較裝置 108,208 :控制裝置 112, 164, 184, 242 :電子電位器 122, 154, 174,232 :穩壓器 132 :採樣器 134 ··比較器 136 :放大器 23 1277851 15275twf.doc/g 142 :微處理器 144 :控制輸入器 146 :顯示器 156, 176, 196, 198 :電晶體 178 :運算放大器 210 :開關裝置 212 :輸出入級 222 :輸入級 ® 224 :變壓器級 226 :輸出級 Vin :輸入電源 Vout :輸入電源

Wl，W2, W3, W4, W5, W6, W7, Wll，W12, W13 :電 位器

Rl，R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, Rll，R12, R13, R14, R15，R16，R21，R22，R23 :電阻 • Ss :採樣信號

Vcs:基準電壓 Vcy ·採樣電壓 Vref :參考電壓 Vfb ··信號 Ά· K :，, 24

Claims (1)

1277851 15275twf.doc/g 十、申請專利範固： 1. -種可調穩壓電源裝置，包括： 電位器；電子電位裝置，包括具有多數個電位器之-電子 一穩壓裝置，包括一穩 至少其輪 該憎阻可調㈣穩壓器所輪 控制輸一入置接收包括微處理器與一控制輸入器，該 該杵制哭盘扠定值之輸入，該微處理器連接到 據該設紐來控制該電子電位/飽Uw值’並依 置，^如更^括專利朗第1;所述之可調穩壓電源裝 -味裝置’包括—採制與―啸器 該輸出電壓之電流採樣以獲得-採樣信號上 j該些電位11其中之―第二電位11與該採樣器， 口。、、方比較來自該第二電位器之-基準電壓與來自該 採樣杰之該採樣信號，並輸比較結果。 3·如申請專利範圍第2項所述之可調穩壓電源裝 置，其中該比較裝置更包括·· 放大态，連接在該採樣器與該比較器之間，用以 ^該採樣H接收並放大雜樣㈣，並將其輸人到該比較 菇，而該微處理器可用以接收該比較結果，並依據該設定 25 1277851 15275twf.doc/g 值與該比較結果來控制該電子電位器。 4.如申請專利範圍第i m 置，其中該設定值包括—限流、:可調穩屢電源裝 流值控制該電子電位哭以、^ °X微處理器可依據該限 功能，或者轉成對該輸出電愿之電流限流之 該二限流值控制ϋ子流值’該微處理器可依據 在該二限流值之間，以二==出電壓之電流限制 置，項所述之可觸壓電源裳 電壓值時都無法使該= = 再增加該輸㈣壓之電壓值，而進人—恒壓狀態。 =如申請專利範圍$ i項所述之可調穩壓電源裝 他輸=控制輪入器包括鍵盤、按鍵'滑鼠、光筆或其 7·如申睛專利範圍第1項所述之可調穩壓電源裝 置，其中該控制裝置更包括： -:一顯不器，連接到該微處理器，可用以顯示由控制 輸入=所輸入的該設定值中之一數位值、一輸出電壓值、 一限流值或是該可調穩壓電源裝置之一工作狀態。 8·如申請專利範圍第1項所述之可調穩壓電源裝 置’其中該穩壓裝置更包括： 一採樣電路，連接到該輸出電壓與該第一電位器， 用以對該輸出電壓之電壓採樣以產生一採樣電壓來控制該 該輸出電壓之電壓。 26 1277851 15275twf.doc/g 9.如申請專利範圍第丨項所述 置，其中該漏裝置更包括： 了彻電源敦 -姆電路’連制該輸出電壓與該些電位 ”中之-’用以賴輸出電壓之電M採樣 夕 壓；以及 王知樣電 、-比較電路，連制雜樣電路触第 用以根據該採樣電壓來控制該輸出電壓之電壓。為’ 10.如申請專利範圍第丨項所述之可^韁 置，其中該輸出電壓之一調整精度， ;;: =電/原裝 器連接之該些電位器之-數量=高了猎由增加與該鶴 11· 一種可調穩壓電源裝置，包括： 包子電位裝置’包括具有多數個 一 位器； 思丨儿即及罨子電 輸出=出人級，用以接收—輸人電源並產生可調整之— 一開關裝置，連接到該輸出入級； %壓裝置，包括一穩壓器，該穩壓 ，，關裝置以及該些電位器至少其中之一第= ㈣談师it 變電阻，心x透職穩壓器來 二以V、二^與該開關裝置中所形成之-閉環反饋回 路以私疋该輸出入級之電壓；以及 制心入=装置’包括一微處理器與一控制輸入器，該控 ===接收一設定值之輸入，該微處理器連接到該 輸益與該電子電位器，用以接收該設定值，並依據 27 1277851 15275twf.doc/g 該設定值來控制該電子電位器。 置，利範^第U項所述之可調穩壓電源裝 一比較裝置，包括 用以對該輸出電壓採樣以獲得:二=器」該採f器可 到該些電位器其中之—第—“ 羡乜號，该比幸父為連接 並比較來自該第二電位與該採樣器，用以接收 該採樣信號，並輸出；較^準電壓與來自該採樣器之 置，其中:12項所述之可調穩壓電源裝 器，而該微處理器可號:並將其輸入到該比較 值與該比較結果來控繼電子結果，並依據該設定 置，Γ中圍第11項所述之可調穩壓電源裝 流值控::ί= 流值’該微處理器可依據該限 功r 子電^達朗該輸出電壓之電流限流之 兮該設定值包括二限流值，該微處理器可依據 二=控制該電子電位器以將該輸出電壓之電流限制 在該一限额之間，以朗喊之魏。 署甘士如申叫專利範圍第14項所述之可調穩壓電源裂 置，，、中^該輸出電壓之電壓值超過該設定值中之一設 =出電壓值時都無法使該輪$電壓m糾，則不 再杧加該輸出電壓之電壓值，而進入一恒壓狀態。 穴鱗舞:每軸:如 28 1277851 15275twf.doc/g 罢士=申4專利耗圍第11項所述之可調穩壓電源裝 祕，、t控制輸入器包括鍵盤、按鍵、滑鼠、光筆或其 他輸入表置。 署」7由：^專利乾圍第U項所述之可調穩壓電源裝 〃 '工制裝置更包括一顯示器，連接到該微處理器， 由控制輸入器所輪入的該設定值中之-數位 一从=〜電壓值、一限流值或是該可調穩壓電源裝置之 '一工作狀恶。 晉並圍第11項所述之可調穩壓電源裝 置，其中該穩壓裝置更包括： 7衣 才木樣電路’連接到該輸出電壓與該第-電位哭， 咖之電壓採樣以產生-採樣電壓來控;該 该輸出電壓之電壓。 ^ 置，i9中鑛之侧'壓電源裝 1由夕*1採ΐ電路i連接到該輸出電壓與該些電位器至少 壓；以I，崎該輪出電壓之電壓採樣以產生一採樣電 電路’連接顺採樣電路與該第―電位哭， 用以根據該採樣電壓來控_輸出電壓之電壓。W 署甘0 士如：：專利範圍第11項所述之可調穩壓電源裝 置，其中該輸出電壓之—镧敕 器連接之該些電位器之高可错由増加與該穩麼 29