电压产生电路及方法
技术领域
本发明涉及电路控制技术，尤其涉及一种电压产生电路及方法。
背景技术
光模块内部涉及的供电电压繁多，在器件选型阶段，由于自带控制功能的电源模块的体积及成本的原因，实际应用中，一般选用具备半固定式电压输出功能的电源集成芯片。这些电源集成芯片一般是提供一个基准电压，并由这些芯片外部布置的两个电阻间的分压对基准电压进行调整，最终将调整后的电压作为这这些电源集成芯片的输出电压。也就是说，当外部电阻选定后，这些电源集成芯片的输出电压就固定了。实际应用中，光模块的某些供电电压在负载发生变化时，可能需要进行供电电压值的调整，而显然这些电源集成芯片的电压调整涉及硬件修改、调整方式不够灵活，基于此，亟待一种电压产生电路，能够根据负载情况方便的进行电压的调整。
发明内容
为解决相关技术问题，本发明实施例提出一种电压产生电路及方法。
本发明实施例提供了一种电压产生电路，包括：
电源产生子电路，用于提供第一电压；所述第一电压的大小恒定；
控制子电路，用于确定施加在负载上的第二电压的大小；并基于所述第一电压及所述第二电压，确定第一参数；
数模转换子电路，用于利用所述第一参数，产生第三电压；对产生的第三电压进行数字量到模拟量的转换；
电压调整子电路，用于利用所述第一电压及进行模拟量转换后的第三电压，产生所述第二电压。
上述方案中，所述电压调整子电路至少包括第一电阻、第二电阻及第三电阻；
所述电压调整子电路，具体用于利用所述第一电压及进行模拟量转换后的第三电压，通过所述第一电阻、所述第二电阻及所述第三电阻间的分压进行电压变换，产生所述第二电压。
上述方案中，在所述电源产生子电路的第一端口处提供所述第一电压；所述第一电阻的一端与所述第一端口连接，另一端与所述负载连接；所述第二电阻的一端与所述第一端口连接，另一端与地连接；所述第三电阻的一端与所述第一端口连接，另一端与所述数模转换子电路连接。
上述方案中，所述控制子电路，具体用于，根据与所述第一端口连接的各支路间的电流关系，确定所述第一电压、所述第二电压以及所述第三电压之间的对应关系；基于所述对应关系，确定第三电压；根据所述第三电压，确定所述第一参数。
上述方案中，所述控制子电路及所述数模转换子电路集成在同一芯片中。
上述方案中，所述第一电阻包含多个子电阻；和/或所述第二电阻包含多个子电阻；和/或所述第三电阻包含多个子电阻。
本发明实施例还提供了一种电压调整方法，包括：
电压产生电路的电源产生子电路提供第一电压；所述第一电压的大小恒定；
所述电压产生电路的控制子电路确定施加在负载上的第二电压的大小；并基于所述第一电压及所述第二电压，确定第一参数；
所述电压产生电路的数模转换子电路利用所述第一参数，产生第三电压；并对产生的第三电压进行数字量到模拟量的转换；
所述电压产生电路的电压调整子电路利用所述第一电压及进行模拟量转换后的第三电压，产生所述第二电压。
上述方案中，所述电压调整子电路至少包括第一电阻、第二电阻及第三电阻；
所述利用所述第一电压及进行模拟量转换后的第三电压，产生所述第二电压，包括：
利用所述第一电压及进行模拟量转换后的第三电压，通过所述第一电阻、所述第二电阻及所述第三电阻间的分压进行电压变换，产生所述第二电压。
上述方案中，在所述电源产生子电路的第一端口处提供所述第一电压；所述第一电阻的一端与所述第一端口连接，另一端与所述负载连接；所述第二电阻的一端与所述第一端口连接，另一端与地连接；所述第三电阻的一端与所述第一端口连接，另一端与所述数模转换子电路连接。
上述方案中，所述基于所述第一电压及所述第二电压，确定第一参数，包括：
根据与所述第一端口连接的各支路间的电流关系，确定所述第一电压、所述第二电压以及所述第三电压之间的对应关系；
基于所述对应关系，确定第三电压；
根据所述第三电压，确定所述第一参数。
本发明实施例提供了一种电压产生电路及方法。其中，所述电压产生电路包括：电源产生子电路，用于提供第一电压；所述第一电压的大小恒定；控制子电路，用于确定施加在负载上的第二电压的大小；并基于所述第一电压及所述第二电压，确定第一参数；数模转换子电路，用于利用所述第一参数，产生第三电压；对产生的第三电压进行数字量到模拟量的转换；电压调整子电路，用于利用所述第一电压及进行模拟量转换后的第三电压，产生所述第二电压。本发明实施例的方案，根据通过第一参数的修改实现对电压产生电路输出的第二电压大小的调整，由于第一参数的值可以通过软件的方式进行修改，因此，调整方式方便、易于实现。并且本发明实施例的电压产生电路应用在电子设备中时，控制子电路和数模转换子电路的功能可以直接利用电子设备中的微控制单元(MCU，Micro Controller Unit)或类似功能的器件实现，因此，本发明实施例的电压产生电路达到了成本低和体积小的效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电压产生电路的组成结构示意图
图2为本发明实施例提供的一种电压产生电路的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种电压产生电路的划分示意图；
图4为本发明实施例在一应用场景中电压产生电路的组成结构示意图；
图5为本发明实施例在一应用场景中控制装置实现电压调整的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的电压产生方法的实现流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对发明的具体技术方案做进一步详细描述。
相关技术中，光模块在使用具备半固定式电压输出功能的电源集成芯片时，如果需要调整这些电源集成芯片的输出电压就需要对硬件进行改动；然而当这些光模块已经处于下游客户使用中的情况下，很难完成该硬件修改。
此外，由于光模块工作温度湿度等环境因素变动较大，在光模块中使用这些电源集成芯片时，芯片的输出电压会受环境影响而波动，从而偏离预设的输出电压，无法达到后续负载的最佳工作电压，造成光模块性能劣化，影响客户感知。
基于此，在本发明各实施例中，根据通过第一参数的修改实现对电压产生电路输出的第二电压大小的调整，由于第一参数的值可以通过软件的方式进行修改，因此，调整方式方便、易于实现；并且本发明实施例的电压产生电路应用在电子设备中时，控制子电路和数模转换子电路的功能可以直接利用电子设备中的MCU或类似功能的器件实现，因此，本发明实施例的电压产生电路达到了成本低和体积小的效果。同时，本发明实施例的电压产生电路也可以根据实际的环境的变化，灵活的调整施加在负载上的电压，从而保证负载工作在最佳工作电压。
图1示出了本发明实施例电压产生电路的结构组成图，本发明实施例的电压产生电路100包括：电源产生子电路101、控制子电路102、数模转换子电路103及电压调整子电路104；其中，
所述电源产生子电路101，用于提供第一电压；所述第一电压的大小恒定；
所述控制子电路102，用于确定施加在负载上的第二电压的大小；并基于所述第一电压及所述第二电压，确定第一参数；
所述数模转换子电路103，用于利用所述第一参数，产生第三电压；对产生的第三电压进行数字量到模拟量的转换；
所述电压调整子电路104，用于利用所述第一电压及进行模拟量转换后的第三电压，产生所述第二电压。
本发明实施例的电压产生电路100应用在电子设备中，可以理解的是，这里的电子设备不限于光模块，任何具有电压调整需求的电子设备均包括在内。
所述电源产生子电路101，主要用于提供一个大小恒定的电压。实际应用中，电源产生子电路101可以包括一个电源集成芯片，所述第一电压为该电源集成芯片的产生的参考电压，一般该参考电压的精度较高。
这里，所述第一参数包括数模转换子电路103输出第三电压时所需要输入的数字量，即控制子电路102需要下发给数模转换子电路103的控制码。
实际应用时，所述控制子电路102可以是MCU或其它具有控制功能的器件。
实际应用时，控制子电路102确定施加在负载上的第二电压的大小的具体方式可以是接收该电子设备的上游控制设备(如，上位机)发送的需要施加在负载上的第二电压的大小，此时，该上游控制设备可以接收相关人员输入的第二电压的大小。控制子电路102确定施加在负载上的第二电压的大小的具体方式还可以是控制子电路102采集负载的特征情况，如负载的大小、负载所处的环境温度等，并根据采集的负载的特征情况，查询事先保存的需要施加的第二电压大小与负载的特征情况对应的关系表，以确定需要施加在负载上的第二电压的大小。
实际应用时，控制子电路102基于所述第一电压及所述第二电压，确定第一参数的具体实现方式在后续的示例中会进行详细说明。
所述数模转换子电路103主要用于利用控制子电路102第一参数，产生第三电压；并对产生的第三电压进行数字量到模拟量的转换。
实际应用中，相关技术中，从数字量到模拟量的转换的具体实现方式已经很成熟，这里不再赘述。
实际应用中，本发明实施例的电压产生电路应用在电子设备中时，控制子电路和数模转换子电路的功能可以直接利用电子设备中的微控制单元MCU或类似功能的器件来实现，以达到电压产生电路100成本低和体积小的效果。
基于此，在一实施例中，所述控制子电路102及所述数模转换子电路103集成在同一芯片中。
实际应用中，大部分的MCU或类似功能的器件均集成了电压数模转换功能。
所述电压调整子电路104，主要用于对第一电压及进行模拟量转换后的第三电压，进行电压变化，产生负载所需的第二电压。
图2为本发明实施例提供的一种电压产生电路的具体示例，下面结合图2进行对本发明的具体技术方案做进一步详细描述。
如图2所示，电源产生子电路101至少包括电源集成芯片U1，电源集成芯片U1在FB管脚提供的参考电压即为第一电压；所述控制子电路102包括MCU；所述数模转换子电路103包括VDAC；所述电压调整子电路104包括R1、R2及R3。
基于此，在一实施例中，所述电压调整子电路104至少包括第一电阻、第二电阻及第三电阻；
所述电压调整子电路104，具体用于利用所述第一电压及进行模拟量转换后的第三电压，通过所述第一电阻、所述第二电阻及所述第三电阻间的分压进行电压变换，产生所述第二电压。
在一实施例中，在所述电源产生子电路101的第一端口处提供所述第一电压；所述第一电阻的一端与所述第一端口连接，另一端与所述负载连接；所述第二电阻的一端与所述第一端口连接，另一端与地连接；所述第三电阻的一端与所述第一端口连接，另一端与所述数模转换子电路103连接。
需要说明的是，这里的第一电阻、第二电阻和第三电阻仅为一种实现的实例，实际应用中，根据实际的分压需求，这里的第一电阻、第二电阻和第三电阻均可包括多个电阻，这些电阻可以通过串联或并联的方式连接。即这里的第一电阻、第二电阻和第三电阻可以理解为对应支路之间的等效第一电阻、等效第二电阻和等效第三电阻。
基于此，在一实施例中，所述第一电阻包含多个子电阻；和/或所述第二电阻包含多个子电阻；和/或所述第三电阻包含多个子电阻。
在一实施例中，所述控制子电路102，具体用于根据与所述第一端口连接的各支路间的电流关系，确定所述第一电压、所述第二电压以及所述第三电压之间的对应关系；基于所述对应关系，确定第三电压；根据所述第三电压，确定所述第一参数。
结合图2来说明确定所述第一参数的具体方式。具体地：
如图2所示，所述第一端口即为电源集成芯片U1的FB管脚，将VDAC的输出电压记为Vdac(相当于进行模拟量转换后的第三电压)；将电源集成芯片U1的输出管脚，同时也是施加在负载上的电压记为Vout(相当于第二电压)，将U1提供的参考电压记为Vfb(相当于第一电压)。由电路理论可以得出Vout和Vdac及Vfb间的关系为：
如图2所示，对于A点，根据电流节点电流法IR1+IR3＝IR2(U1的FB管脚高阻态)得：
对上述式(1)进行整理、变换，整理、变换的过程如式(2)～式(5)。
这里，Vfb(相当于第一电压)为电源集成芯片U1内部固定的参考电压，该电压值恒定，并且可以从电源集成芯片U1的使用数据手册中获取；在R1、R2和R3电阻阻值选定后，Vout(相当于第二电压)的输出只和Vdac(相当于进行模拟量转换后的第三电压)有关。由于第二电压的大小已知获知，因此，基于上述式(5)可以确定出Vdac即可以确定出第三电压，确定了第三电压后，根据VDAC中输入数字量与输出电压的关系，即可得到需要输入的数字量的值，即第一参数的值。
可以理解的是，Vdac为控制子电路102设置数模转换子电路的输出电压值值，因此施加在负载上的Vdac的输出受到了控制子电路102的控制，实现了对输出电压方便、灵活调节的目的。
本发明实施例提供了一种电压产生电路，包括：电源产生子电路，用于提供第一电压；所述第一电压的大小恒定；控制子电路，用于确定施加在负载上的第二电压的大小；并基于所述第一电压及所述第二电压，确定第一参数；数模转换子电路，用于利用所述第一参数，产生第三电压；对产生的第三电压进行数字量到模拟量的转换；电压调整子电路，用于利用所述第一电压及进行模拟量转换后的第三电压，产生所述第二电压。本发明实施例的方案，根据通过第一参数的修改实现对电压产生电路输出的第二电压大小的调整，由于第一参数的值可以通过软件的方式进行修改，因此，调整方式方便、易于实现；并且本发明实施例的电压产生电路应用在电子设备中时，控制子电路和数模转换子电路的功能可以直接利用电子设备中的微控制单元MCU或类似功能的器件实现，因此，本发明实施例的电压产生电路达到了成本低和体积小的效果。
下面结合具体的应用场景对本发明再作进一步详细的描述。
相关技术中，一般仅使用电源集成芯片及固定的外围分压电阻实现对光模块内部某些电压的供电，即相关技术中仅利用图3中的左边方框示出的第一部分进行供电，此时在R1和R2选定后，电源集成芯片的输出电压Vout固定，如果实际应用中，需要修改Vout的值则必须修改R1和R2的阻值，此时需要将光模块返厂，还需要拆机。仍以图2的实例为例，本申请实施例的方案在相关技术的基础上增加了图3中的右边方框示出的第二部分。
本应用场景中，通过光模块内部软件和闲置电压数模转换器实现对电源集成芯片输出电压的调整，图4为本应用场景中电压产生电路的组成结构示意图。如图4所示所示，该方案包括电源集成芯片(对应图3中的电源集成芯片U1)、桥接电阻(对应图3中的R3)、电压数模转换器(对应图3中的VDAC)、控制装置(对应图3中的MCU)及负载。
图5为本应用场景中控制装置实现电压调整的流程示意图。具体实现步骤如下：
步骤500：开始；
实际应用中，接收到开始调整电压的指令，开始具体的执行步骤，转入步骤501。
步骤501：获取负载情况；
实际应用中，控制装置可以根据电路下游器件的反馈，获取负载的情况。在获取到负载情况后，转入步骤502。
步骤502：判断是否需要调整施加在负载上的电压；
实际应用中，根据获取的负载情况，确定需要施加在负载上的电压；将需要施加在负载上的电压与当前负载上的电压进行比较，当需要施加在负载上的电压与当前负载上的电压偏移超出一定范围时，确定需要调整施加在负载上的电压；当需要施加在负载上的电压与当前负载上的电压偏移未超出一定范围时，确定不需要调整施加在负载上的电压。
当需要调整施加在负载上的电压时，转入步骤503；当不需要调整施加在负载上的电压时，转入步骤501，重新获取负载情况，并重新执行501之后的步骤。
步骤503：计算需要调整的电压数模转换器的控制码；
实际应用中，经过前述的公式计算，换算成电压数模转换器的控制码。步骤503完成后，转入步骤504。
步骤504：按照特定步长下发控制码。
实际应用中，按照特定步长逐步下发给电压数模转换器。电压数模转换器的输出电压通过桥接电阻参与到电源集成芯片的工作中，以改变源集成芯片最终输出电压。在步骤504完成之后重新获取负载情况，并重新执行501之后的步骤。
可以理解的是，相关技术中的电源集成芯片输出的电压值是固定的，而本发明实施例中的电源集成芯片输出不仅仅是电源集成芯片本身的电压输出，还包括通过桥接电路引入的可调电压，从而可以改变本发明实施例中的电源集成芯片最终输出的电压值。
需要说明的是，实际应用中，桥接电阻的阻值选型及电压数模转换器输出量程的选型需要和电源集成芯片的参数匹配。具体地，桥接电阻的阻值及电压数模转换器输出量程的在选型时，计算出的电源集成芯片的输出电压的理论可调整的最大值不能超出所述电源集成芯片本身的输出电压量程。
本发明实施例的方案将光模块的电压数模转换器经过桥接电阻和相关技术中的电源集成芯片相连接，通过控制装置控制电压数模转换器输出的大小，从而改变相关技术中电源集成芯片的输出电压。最终达到了在不增加成本和芯片体积的情况，可随意配置电源芯片输出的目的，从而使得负载工作在最佳状态。
基于上述电路，本发明实施例还提供了一种电压产生方法，如图6所示，所述电压生成方法包括以下步骤：
步骤601：电压产生电路的电源产生子电路提供第一电压；所述第一电压的大小恒定；
步骤602：所述电压产生电路的控制子电路确定施加在负载上的第二电压的大小；并基于所述第一电压及所述第二电压，确定第一参数；
步骤603：所述电压产生电路的数模转换子电路利用所述第一参数，产生第三电压；并对产生的第三电压进行数字量到模拟量的转换；
步骤604：所述电压产生电路的电压调整子电路利用所述第一电压及进行模拟量转换后的第三电压，产生所述第二电压。
在一实施例中，所述电压调整子电路至少包括第一电阻、第二电阻及第三电阻；
所述利用所述第一电压及进行模拟量转换后的第三电压，产生所述第二电压，包括：
利用所述第一电压及进行模拟量转换后的第三电压，通过所述第一电阻、所述第二电阻及所述第三电阻间的分压进行电压变换，产生所述第二电压。
在一实施例中，在所述电源产生子电路的第一端口处提供所述第一电压；所述第一电阻的一端与所述第一端口连接，另一端与所述负载连接；所述第二电阻的一端与所述第一端口连接，另一端与地连接；所述第三电阻的一端与所述第一端口连接，另一端与所述数模转换子电路连接。
在一实施例中，所述基于所述第一电压及所述第二电压，确定第一参数，包括：
根据与所述第一端口连接的各支路间的电流关系，确定所述第一电压、所述第二电压以及所述第三电压之间的对应关系；
基于所述对应关系，确定第三电压；
根据所述第三电压，确定所述第一参数。
在一实施例中，所述控制子电路及所述数模转换子电路集成在同一芯片中。
在一实施例中，所述第一电阻包含多个子电阻；和/或所述第二电阻包含多个子电阻；和/或所述第三电阻包含多个子电阻。
本发明实施例提供了一种电压产生方法，包括：电压产生电路的电源产生子电路提供第一电压；所述第一电压的大小恒定；所述电压产生电路的控制子电路确定施加在负载上的第二电压的大小；并基于所述第一电压及所述第二电压，确定第一参数；所述电压产生电路的数模转换子电路利用所述第一参数，产生第三电压；并对产生的第三电压进行数字量到模拟量的转换；所述电压产生电路的电压调整子电路利用所述第一电压及进行模拟量转换后的第三电压，产生所述第二电压。本发明实施例的方案，根据通过第一参数的修改实现对电压产生电路输出的第二电压大小的调整，由于第一参数的值可以通过软件的方式进行修改，因此，调整方式方便、易于实现；并且本发明实施例中的控制子电路和数模转换子电路的功能可以直接利用电子设备中的MCU或类似功能的器件实现，因此，本发明实施例的电压产生电路达到了成本低和体积小的效果。
需要说明的是：“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
另外，本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
