便携式数控直流稳压电源的制作方法

文档序号:15493589发布日期:2018-09-21 21:09阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种便携式数控直流稳压电源,其特征在于,包括电源和控制两大部分,

其中,所述电源部分包括电源输入模块、电源隔离模块、继电器开关、5V独立电源、±12V数字电源、串联型稳压电路和电源输出模块,所述电源输入模块、电源隔离模块、继电器开关、串联型稳压电路、电源输出模块依次连接;

所述控制部分包括主控MCU,模数转换器、数模转换器、基准电压源、小信号放大器、OLED屏幕、按键,所述模数转换器、数模转换器、OLED屏幕、按键均与主控MCU连接,所述基准电压源、串联型稳压电路均通过模数转换器与主控MCU连接,所述主控MCU通过数模转换器与小信号放大器连接,所述小信号放大器与串联型稳压电路连接,所述主控MCU还与继电器开关连接;

所述±12V数字电源分别与电源隔离模块、继电器开关、串联型稳压电路、小信号放大器、基准电压源、数模转换器及模数转换器连接,所述电源隔离模块与5V独立电源连接,所述5V独立电源分别与主控MCU、OLED屏幕连接。

2.如权利要求1所述的一种便携式数控直流稳压电源,其特征在于,所述电源输入模块、电源输出模块,采用2.54mm的接线柱;所述电源输入模块采用的插头P2的输出端1的输出电压是+30V,输出端2的输出电压是+12V,输出端3的输出电压是-15V,输出端4接地。

3.如权利要求2所述的一种便携式数控直流稳压电源,其特征在于,所述电源隔离模块包括型号为HER308的两个整流二极管,分别为整流二极管D1、整流二极管D3,所述整流二极管D1的一端与电源输入模块的输出端1连接,所述整流二极管D3的一端与电源输入模块的输出端2连接,所述整流二极管D1、整流二极管D3的最大平均整流电流3A,最大直流反向电流10uA,快速开关恢复时间75ns。

4.如权利要求3所述的一种便携式数控直流稳压电源,其特征在于,所述主控MCU包括型号为STM32F103C8T6的单片机U1A和外围电路,所述外围电路包括SWD接口电路P1,所述SWD接口电路P1的输出端1连接3.3V电压,所述SWD接口电路P1的输出端2连接单片机U1A的引脚34,所述SWD接口电路P1的输出端3连接单片机U1A的引脚37,所述SWD接口电路P1的输出端4接地;还包括电阻R1、开关S1,所述开关S1的一端连接3.3V电压,所述开关S1的另一端分别连接电阻R1的一端和单片机U1A的引脚44,所述电阻R1的另一端接地;还包括开关S2、电容C7、电阻R10,所述电阻R10的一端接地,所述电阻R10的另一端分别连接单片机U1A的引脚7、电容C7的一端、开关S2的一端,所述电容C7的另一端分别与开关S2的另一端、3.3V电压连接;还包括电容C13、电容C14、晶振X1,所述电容C13的一端、电容C14的一端均接地,所述电容C13的另一端分别连接晶振X1的一端、单片机U1A的引脚3,所述电容C14的另一端分别连接晶振X1的另一端、单片机U1A的引脚4;还包括电容C12、电容C15、晶振X2,所述电容C12的一端、电容C15的一端均接地,所述电容C12的另一端分别连接晶振X2的一端、单片机U1A的引脚5,所述电容C15的另一端分别连接晶振X2的另一端、单片机U1A的引脚6;还包括型号为ASM1117的稳压器U3、电容C16、电容C17,所述电容C16的负极、电容C17的一端均接地,所述电容C17的另一端分别连接3.3V电压、电容C16的正极、稳压器U3的输出端,所述稳压器U3的输入端连接电源VCC,所述稳压器U3的接地端接地。

5.如权利要求4所述的一种便携式数控直流稳压电源,其特征在于,所述继电器开关包括继电器RL1、继电器RL2、二极管D2、二极管D7、三极管Q4、三极管Q5、电阻R16、电阻R17,所述继电器RL1控制端并联二极管D2,并接三极管Q5集电极,其中二极管D2反接;所述继电器RL2控制端并联二极管D7,接三极管Q4集电极,其中二极管D7反接;所述继电器RL1电源端、继电器RL2电源端、二极管D2正极、二极管D7正极均连接+12V电压,所述三极管Q4的发射极、三极管Q5的发射极均接地,所述三极管Q4的基极连接电阻R16的一端,所述电阻R16的另一端连接单片机U1A的引脚18,所述三极管Q5的基极连接电阻R17的一端,所述电阻R17的另一端连接单片机U1A的引脚19。

6.如权利要求5所述的一种便携式数控直流稳压电源,其特征在于,所述串联型稳压电路包括电容C5、电容C6、电阻R2、电阻R6、电阻R7、三极管Q2、三极管Q1、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2、电感L1、二极管D4、二极管D5、电阻R8、电阻R14、三极管Q3、电阻R13、电阻R15、电阻R18、电容C4、电容C3、电阻R3、运算放大器U2、电容C11、电容C10、电阻R9、电阻R12、电阻R11、电容C8、电容C9、二极管D6,所述电容C5的一端接地,所述电容C5的另一端分别连接继电器RL1、继电器RL2、电容C6的一端、电阻R2的一端、三极管Q1的发射极,所述电容C6的另一端接地,所述电阻R2的另一端分别连接电阻R6的一端、电阻R7的一端、三极管Q1的基极,所述电阻R6的另一端与电阻R7的另一端、三极管Q2的集电极连接,所述三极管Q2的发射极接地,所述三极管Q1的集电极分别连接电阻R4的一端、电阻R5的一端、电容C1的一端、电容C2的正极、电感L1的一端,所述电阻R4的另一端与电阻R5的另一端、-15V电压连接,所述电容C1的另一端与电容C2的负极连接并接地,所述电感L1的另一端分别连接电容C3的一端、电阻R3的一端、电容C8的正极、电容C9的一端、二极管D6的负极、电源输出模块的输入端1,所述电容C3的另一端分别与电阻R3的另一端、电阻R9的一端、电容C10的一端、运算放大器U2的端口2连接,电阻R9的另一端连接电阻R12的一端,所述电阻R12的另一端分别连接电容C8的负极、电容C9的另一端、二极管D6的正极、电源输出模块的输入端2、电阻R18的一端,所述电阻R18的另一端分别连接电阻R15的一端、三极管Q3的发射极并接地,所述电阻R15的另一端分别连接三极管Q3的基极、电阻R13的一端,所述三极管Q3的集电极分别连接二极管D4的正极、二极管D5的负极,所述二极管D4的负极分别连接三极管Q2的基极、电阻R14的一端,所述电阻R14的另一端接地,所述二极管D5的正极连接电阻R8的一端,所述电阻R8的另一端分别连接运算放大器U2的端口6、电容C10的另一端,所述运算放大器U2的端口3连接电阻R11的一端,所述运算放大器U2的端口4分别连接电容C11的一端、-12V电压,所述电容C11的另一端接地,所述运算放大器U2的端口7分别连接电容C4的一端、+12V电压,所述电容C4的另一端接地;所述三极管Q1采用的是型号为2SB817的大功率三极管,所述三极管Q1的集电极-发射极电压最大140V,集电极最大电流12A,总最大耗散功率100W。

7.如权利要求6所述的一种便携式数控直流稳压电源,其特征在于,所述基准电压源采用型号为MC1403的基准电压芯片U10,输出电压为2.5V,输出电压误差±1%,温度系数为10ppm/℃,该芯片作为基准电源为模数转换器提供参考电压;

所述模数转换器采用型号为AD7705的模数转换芯片U9、晶振Y1、电容C33、电容C34、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电容C42、电容C45、电阻R25、电容C44,所述模数转换芯片U9的引脚1连接单片机U1A的引脚14,所述模数转换芯片U9的引脚2分别连接晶振Y1的一端、电容C33的一端,所述晶振Y1的另一端分别连接模数转换芯片U9的引脚3、电容C34的一端,所述电容C34的另一端连接电容C33的另一端并接地,所述模数转换芯片U9的引脚4接地,所述模数转换芯片U9的引脚5连接单片机U1A的引脚15,所述模数转换芯片U9的引脚6连接电阻R20的一端,所述电阻R20的另一端连接所述串联型稳压电路中的电阻R13的另一端,所述模数转换芯片U9的引脚7连接电阻R21的一端,所述电阻R21的另一端连接所述串联型稳压电路中的电阻R9的另一端,所述模数转换芯片U9的引脚8连接电阻R22的一端,所述电阻R22的另一端接地,所述模数转换芯片U9的引脚9分别连接基准电压芯片U10的引脚2、电容C44的一端,所述基准电压芯片U10的引脚1连接电源VCC,所述基准电压芯片U10的引脚3接地,所述电容C44的另一端分别连接模数转换芯片U9的引脚10、电阻R25的一端、并接地,所述电阻R25的另一端连接模数转换芯片U9的引脚11,所述模数转换芯片U9的引脚12连接单片机U1A的引脚16,所述模数转换芯片U9的引脚13连接单片机U1A的引脚17,所述模数转换芯片U9的引脚14连接单片机U1A的引脚29,所述模数转换芯片U9的引脚15分别连接电容C45的一端、电容C42的正极、电源VCC,所述电容C45的另一端分别连接所述模数转换芯片U9的引脚16、电容C42的负极,并接地。

8.如权利要求7所述的一种便携式数控直流稳压电源,其特征在于,所述数模转换器采用型号为MAX531的数模转换芯片U7、电容C43、电容C37、电容C32、电容C35;

所述小信号放大器采用型号为AD620的放大器U11、电容C36、电容C46、电阻R23、电阻R24、电阻R26;

所述放大器U11的端口6连接所述串联型稳压电路中的电阻R11的另一端,所述放大器U11的端口5连接电容C36的一端并接地,所述电容C36的另一端分别连接所述放大器U11的端口4、-12V电源,所述放大器U11的端口7分别连接电容C46的一端、+12V电源,所述电容C46的另一端接地,所述放大器U11的端口1连接电阻R23的一端,所述电阻R23的另一端连接所述放大器U11的端口8,所述放大器U11的端口2连接电阻R24的一端,所述放大器U11的端口3连接电阻R26的一端,所述数模转换芯片U7的引脚1分别连接所述数模转换芯片U7的引脚7、电阻R24的另一端、所述数模转换芯片U7的引脚8、所述数模转换芯片U7的引脚11、电容C37的负极、电容C32的一端、电容C35的负极,所述电容C37的正极分别连接所述数模转换芯片U7的引脚9、所述数模转换芯片U7的引脚10,所述电容C32的另一端分别连接电容C35的正极、电源VCC、所述数模转换芯片U7的引脚3、所述数模转换芯片U7的引脚13,所述数模转换芯片U7的引脚12分别连接所述数模转换芯片U7的引脚14、电阻R26的另一端、电容C43的一端,所述电容C43的另一端接地,所述数模转换芯片U7的引脚2连接所述串联型稳压电路中的单片机U1A的引脚30,所述数模转换芯片U7的引脚4连接所述串联型稳压电路中的单片机U1A的引脚31,所述数模转换芯片U7的引脚5连接所述串联型稳压电路中的单片机U1A的引脚32。

9.如权利要求8所述的一种便携式数控直流稳压电源,其特征在于,所述±12V数字电源包括二极管D8、电容C23、电容C28、二极管D10、电容C24、电容C29、三端稳压芯片U5、三端稳压芯片U6、电容C35、电容C30、电容C26、电容C31,所述二极管D8的正极接+15V电压,所述二极管D8的负极分别连接电容C23的正极、电容C24的一端、三端稳压芯片U6的输入端口1,所述电容C23的负极连接电容C24的另一端、电容C28的正极并接地,所述电容C28的负极分别连接二极管D10的正极、三端稳压芯片U6的输入端口2、电容C29的一端,所述二极管D10的负极接-15V电压,所述电容C29的另一端连接电容C24的另一端并接地,所述三端稳压芯片U5的接地端口2与三端稳压芯片U6的接地端口1连接并接地,所述三端稳压芯片U5的输出端口3分别连接电容C25的正极、电容C26的一端、+12V电压,所述电容C25的负极连接电容C26的另一端并接地,所述三端稳压芯片U6的输出端口3分别连接电容C30的负极、电容C31的一端、-12V电压,所述电容C30的正极连接电容C31的另一端并接地;所述三端稳压芯片U5采用三端稳压芯片L7812,所述三端稳压芯片U6采用三端稳压芯片L7912,其中,三端稳压芯片L7812产生+12V,三端稳压芯片L7912产生-12V;

所述5V独立电源包括二极管D12、二极管D13、二极管D15、二极管D16、电容C38、电容C39、二极管D11、二极管D14、电容C40、电容C41、型号为LM7805的稳压集成芯片U8、插座J1、插座J2,所述稳压集成芯片U8的输入端口1分别连接电容C39的一端、电容C38的正极、二极管D13的负极、二极管D12的负极、二极管D11的负极,所述电容C39的另一端分别连接电容C38的负极、二极管D16的正极、二极管D15的正极,所述二极管D15的负极分别连接插座J1的端口1、二极管D13的正极,所述二极管D16的负极分别连接二极管D12的正极、插座J1的端口2,所述二极管D11的正极分别连接稳压集成芯片U8的输出端口3、二极管D14的负极、电容C40的正极、电容C41的一端,插座J2的端口2,所述二极管D14的正极分别连接所述稳压集成芯片U8的接地端口2、电容C39的另一端、电容C40的负极、电容C41的另一端、插座J2的端口1;

5V的所述VCC电源采用型号为L7805的三端稳压芯片U4、电容C27、电容C18,所述三端稳压芯片U4的输入端1连接+15V电压,所述三端稳压芯片U4的输出端3分别连接电容C27的正极、电容C18的一端,电源VCC、+5V电压,所述电容C27的负极分别连接电容C18的另一端、三端稳压芯片U4的接地端2并接地。

10.如权利要求9所述的一种便携式数控直流稳压电源,其特征在于,所述按键包括开关S3、开关S4、开关S5、开关S6、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电容C47,所述开关S3的一端、开关S4的一端、开关S5的一端、开关S6的一端均接地,所述开关S3的另一端连接电阻R27的一端,所述电阻R27的另一端分别连接电阻R28的一端、电阻R29的一端、电阻R30的一端、3.3V电源,所述电阻R28的另一端连接开关S4的另一端,所述电阻R29的另一端连接开关S5的另一端,所述电阻R30的另一端连接开关S6的另一端,所述3.3V电源连接电容C47的一端,所述电容C47的另一端接地;

所述OLED屏幕的大小为0.96英寸,分辨率为128*64,驱动芯片采用的是型号为SSD1306的驱动芯片,128*64点阵OLED显示面板,内部集成128x64位SRAM显示缓冲器。

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