专利名称：数控直流电压源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力电子技术领域，具体地说是涉及一种直流电源，特别是一种数控直流电压源。
背景技术：
直流电压源是电子产品中不可缺少的部件。传统的模拟直流电压源采用串联反馈式稳压原理，通过调整输出端采样电路的电位器来调整输出电压，由于采用普通的电位器控制，容易出现电流波动大，不易准确调整等缺点 。普通的数控直流电压源存在输出电压调节范围有限、电压控制精度低、步进电压较高和无负电压输出等问题。因此，设计出一种高精度数控直流电压源成为必要。
发明内容本实用新型的目的是提供一种能宽范围准确调节输出且能同时输出正负电压的数控直流电压源。本实用新型是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种数控直流电压源，它包括与单片机连接的低通滤波及比较放大电路、键盘及显示电路、采样电路，功率放大电路通过采样电路与单片机连接，辅助电源与单片机、滤波及比较放大电路、功率放大电路、键盘及显示电路连接；键盘及显示电路用于直流电压的设置和输出显示；市电经降压、整流、滤波和稳压后得到的辅助电源为单片机、滤波及比较放大电路、功率放大电路、键盘及显示电路、提供基准电源、工作电压；单片机产生的信号经低通滤波及比较放大电路滤波、放大、反相或同相后，再由功率放大电路放大后输出给负载；采样电路将采样到的直流电压信号送入单片机进行A/D转换后反馈处理，并由键盘及显示电路显示。本实用新型所述的单片机连接有保护电路、报警电路，辅助电源与保护电路、报警电路连接，为保护电路、报警电路提供工作电压；当输出超过额定电流或电压时，保护电路产生的外部中断信号送入单片机控制关闭低通滤波及比较放大电路，停止供电，同时触发报警电路发出报警提示。由于采用上述技术方案，本实用新型较好的实现了发明目的，其外围电路简单，运行速度快，可以输出负电压，步进电压更小，输出电压精度更高，纹波更小，负载调整率和电压调整率更低，抗干扰能力强。
图I是本实用新型的结构原理示意框图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。由图I可知，一种数控直流电压源，它包括与单片机连接的低通滤波及比较放大电路、键盘及显示电路、采样电路，功率放大电路通过采样电路与单片机连接，辅助电源与单片机、滤波及比较放大电路、功率放大电路、键盘及显示电路连接；键盘及显示电路用于直流电压的设置和输出显示；市电经降压、整流、滤波和稳压后得到的辅助电源为单片机、滤波及比较放大电路、功率放大电路、键盘及显示电路、提供基准电源、工作电压；单片机产生的信号(PWM波)经低通滤波及比较放大电路滤波、放大、反相或同相后，再由功率放大电路放大后输出给负载；采样电路将采样到的直流电压信号送入单片机进行A/D转换后反馈处理，并由键盘及显示电路显示。本实用新型所述的单片机连接有保护电路、报警电路，辅助电源与保护电路、报警电路连接，为保护电路、报警电路提供工作电压；当输出超过额定电流或电压时，保护电路产生的外部中断信号送入单片机控制(PWM信号输出)关闭低通滤波及比较放大电路，停止供电，同时触发报警电路发出报警提示。本实用新型所述的单片机采用的为ATmegal6单片机，内置有PWM、10位逐次逼近 型A/D转换器，并将实时的输出电压与预置电压每50ms进行比较一次，以调整输出PWM的占空比，使输出电压稳定。本实用新型所述的辅助电源由220V交流市电经降压、整流、滤波得到±18V的直流电压，经三端稳压器L7815、L7915和LM7805稳压后分别得到土 15V和+5V电压作为辅助电源为整个数控直流电压源提供工作电压，由+15V电源通过TL431高精度稳压获得+5V电压为A/D和D/A转换提供基准电源。本实用新型为了对有由单片机输入的PWM信号进行电压放大同时抑制干扰，所述的低通滤波及比较放大电路包括低通滤波器、由运算放大器LF356构成的比较放大器；低通滤波器、比较放大器各设有OV +12V与OV -12V两路独立的电路，并通过正、负电可调电阻来调节比较放大器的输出平衡。本实用新型所述的键盘及显示电路包括4*4矩阵键盘、IXD1602液晶屏，通过4*4矩阵键盘将预设电压、当前输出电压实时地显示。本实用新型所述的功率放大电路包括OV +12V与OV -12V两路独立的电路；为了提高放大效率和防止交越失真，采用由达林顿管TIP122与TIP127等器件构成推挽功率放大电路进行功率放大；为了减少放大电路的非线性失真与噪声并使输出电压稳定，OV +12V放大电路采用了电压串联负反馈回路，OV -12V放大电路采用了电压并联负反馈回路，并通过可调电阻来调节电压放大倍数。本实用新型所述的采样电路设有OV +12V与OV -12V两路独立的电路；其中OV +12V采样电路设有正电采样电阻，OV -12V采样电路包括由LM358构成的反向跟随器、负电采样电阻；OV +12V采样电路、OV -12V采样电路分压得到的两路反馈信号送到单片机进行处理。本实用新型所述的保护电路包括晶体管9015、晶体管9014，并通过可调电阻来调节过流保护电流大小。本实用新型所述的报警电路采用的晶体管9013、蜂鸣报警器。本实用新型工作时，市电经降压、整流、滤波后得到的辅助电源为整个数控直流电压源提供工作电压、基准电源。单片机产生的PWMl波或PWMO波送入低通滤波及比较放大电路，经过低通滤波及比较放大电路中的低通滤波器后输出正电压信号，再送入低通滤波及比较放大电路中的比较放大器，经比较放大器放大、反相(或同相)后输出负电压信号(或正电压信号)，然后经功率放大电路进行功率放大后输出并送到负载上。由功率放大电路输出的负电压先经过采样电路中的反向跟随器反向后变为正电压，再经分压形成的采样信号送到单片机进行A/D转换；功率放大电路输出的正电压经采样电路采样分压后送入单片机进行A/D转换，从而构成单片机对输出负(正)电压的反馈控制。正常工作时，保护电路中的晶体管9015截止，集电极电平为-15V，使晶体管9014截止，输出高电平，不产生外部中断信号；当输出电流过大时，晶体管9015导通，集电极电平升高，使晶体管9014也导通，输出变为低电平，产生外部中断信号送入单片机，单片机控 制执行中断保护程序，使PWM波为0，从而使单片机向低通滤波及比较放大电路的输出电压为0V，并启动由晶体管9013等器件构成的报警电路，产生声音报警。
权利要求1.一种数控直流电压源，其特征是它包括与单片机连接的低通滤波及比较放大电路、键盘及显示电路、采样电路，功率放大电路通过采样电路与单片机连接，辅助电源与单片机、滤波及比较放大电路、功率放大电路、键盘及显示电路连接；键盘及显示电路用于直流电压的设置和输出显示；市电经降压、整流、滤波和稳压后得到的辅助电源为单片机、滤波及比较放大电路、功率放大电路、键盘及显示电路提供基准电源、工作电压；单片机产生的信号经低通滤波及比较放大电路滤波、放大、反相或同相后，再由功率放大电路放大后输出给负载；采样电路将采样到的直流电压信号送入单片机进行A/D转换后反馈处理，并由键盘及显示电路显示。
2.根据权利要求I所述的数控直流电压源，其特征是所述的单片机连接有保护电路、报警电路，辅助电源与保护电路、报警电路连接，为保护电路、报警电路提供工作电压；当输出超过额定电流或电压时，保护电路产生的外部中断信号送入单片机控制关闭低通滤波及比较放大电路，停止供电，同时触发报警电路发出报警提示。
专利摘要本实用新型公开了一种能宽范围准确调节输出且能同时输出正负电压的数控直流电压源，其特征是它包括与单片机连接的低通滤波及比较放大电路、键盘及显示电路、采样电路，功率放大电路通过采样电路与单片机连接，辅助电源与单片机、滤波及比较放大电路、功率放大电路、键盘及显示电路连接，本实用新型外围电路简单，运行速度快，可以输出负电压，步进电压更小，输出电压精度更高，纹波更小，负载调整率和电压调整率更低，抗干扰能力强。
文档编号G05F1/573GK202522952SQ20122018921
公开日2012年11月7日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者肖卫初, 陈伟宏 申请人:湖南城市学院