本实用新型涉及电源类仪器仪表设备，具体涉及一种多功能电源适配器。
背景技术：
恒压源和恒流源是日常电路调试中常用的组件，恒压源实质是利用电压反馈来动态调节电源供电状态，使得输出电压恒定；恒流源实质是利用电流反馈来动态调节电源供电状态，使得输出电流恒定。
目前现有技术中的恒压源和恒流源均为独立的器件，其存在以下缺陷：
1)恒压源只具备对输入电压进行降压或升压，然后以一定电压恒压输出的功能，无法实现恒流输出；恒流源能够实现恒流功能，但是输出电压不可调；
当用户同时需要降压、恒流源，并且模块输出的电压/电流可调时，需要采购多种设备，成本高。
2)当前恒流源主要采用分立器件功率MOS(金属-氧化物半导体场效应晶体管)管和比较器实现，比较器反相输入端使用电压反馈(电流信号转换成电压信号，实质为电流反馈)，比较器同相输入端使用电位器来手动调节给定基准电压，该方法是基于线性电源的基础设计的，存在电流调节效率较低，精度较低的问题。
技术实现要素：
本实用新型提出一种多功能电源适配器，在同一设备上实现降压、恒流以及恒压/恒流可调的功能，降低成本，并解决传统技术中的恒流源存在电流调节效率较低，精度较低的问题。
本实用新型的实施例提出了一种多功能电源适配器，包括MCU处理单元、DC-DC(直流-直流)转换器单元以及输出信号采集单元；所述输出信号采集单元包括电流信号采集单元、电压信号采集单元以及通道切换模块；所述DC-DC转换器单元的输入端连接MCU处理单元的输出信号，DC-DC转换器单元的输出端连接所述电流信号采集单元和电压信号采集单元的输入端；所述电流信号采集单元和电压信号采集单元的输出端均连接MCU处理单元的输入信号，且均通过通道切换模块连接DC-DC转换器单元的输入信号；所述通道切换模块受所述MCU处理单元控制。
作为进一步优化，所述MCU处理单元包括装载ADC(模拟数字转换器)模块和DAC模块的单片机。
作为进一步优化，所述DC-DC转换器单元包括PWM(脉冲宽度调制)控制器和与之相连的BUCK(降压斩波)变换器电路；所述PWM控制器包括误差放大器，所述误差放大器的同相输入端连接MCU处理单元的DAC模块；所述误差放大器的反相输入端连接通道切换模块。
作为进一步优化，所述电流信号采集单元包括电流检测器件、电流放大器；所述电流检测器件串联在电源适配器输出端与接地网络之间，所述电流放大器的输入端采集所述电流检测器件两侧的电压，电流放大器的输出端同时连接通道切换模块以及MCU处理单元的ADC模块。
作为进一步优化，所述电流检测器件为检流电阻。
作为进一步优化，所述电压信号采集单元包括电压跟随器，所述电压跟随器的输入端连接电源适配器的电压采集点，所述电压跟随器的输出端同时连接通道切换模块以及MCU处理单元的ADC模块。
作为进一步优化，所述电压信号采集单元还包括分压电路，所述分压电路的输入端连接电源适配器的输出端，分压电路的输出端连接所述电压采集点。
作为进一步优化，所述分压电路为滑动变阻器。
作为进一步优化，所述通道切换模块为模拟开关。
本实用新型的有益效果是：
基于MCU处理单元、DC-DC转换器单元以及输出信号采集单元实现的电源适配器采用电压/电流反馈方式实现输出电压/电流恒定，该电路结构简单易实现；
通过控制适配器的电压/电流反馈类型来使得适配器工作在不同的模式，以实现不需要配置多种设备，即可满足不同的电源类型需求，从而降低成本；
在不同模式下，利用PWM控制器的基准电压与输出电压/电流的一一对应关系，通过控制PWM控制器的基准电压来实现适配器输出电流或者电压可调；
利用MCU处理单元对采集的电压/电流参数与设定值的比较控制，实现输出电压/电流精确且稳定；
由此，本实用新型中的电源适配器具备高精度、高可靠性、高调节效率及低成本的优势。
附图说明
图1为本实用新型实施例中的多功能电源适配器结构框图；
图2为输出信号采样单元的结构框图。
具体实施方式
本实用新型旨在提出一种多功能电源适配器，在同一设备上实现降压、恒流以及恒压/恒流可调的功能，降低成本，并解决传统技术中的恒流源存在电流调节效率较低，精度较低的问题。本实用新型基于MCU处理单元、DC-DC转换器单元以及输出信号采集单元实现的电源适配器采用电压/电流反馈方式实现输出电压/电流恒定，该电路结构简单易实现；通过控制适配器的电压/电流反馈类型来使得适配器工作在不同的模式，以实现不需要配置多种设备，即可满足不同的电源类型需求，从而降低成本；在不同模式下，利用PWM控制器的基准电压与输出电压/电流的一一对应关系，通过控制PWM控制器的基准电压来实现适配器输出电流或者电压可调；利用MCU处理单元对采集的电压/电流参数与设定值的比较控制，实现输出电压/电流精确且稳定。
下面结合附图及实施例对本实用新型的方案作进一步的描述。
如图1所示，本实施例中的多功能电源适配器包括：
MCU处理单元、DC-DC转换器单元以及输出信号采集单元；所述输出信号采集单元包括电流信号采集单元、电压信号采集单元以及模拟开关；所述DC-DC转换器单元的输入端连接MCU处理单元的输出信号，DC-DC转换器单元的输出端连接所述电流信号采集单元和电压信号采集单元的输入端；所述电流信号采集单元和电压信号采集单元的输出端均连接MCU处理单元的输入信号，且均通过模拟开关连接DC-DC转换器单元的输入信号；所述模拟开关受所述MCU处理单元控制。
其中，MCU处理单元，主要由单片机组成，该单片机装载ADC和DAC模块，负责电源适配器输出电流和电压检测，通过控制选择不同的反馈通道来控制电源适配器的工作模式，并控制PWM控制器的基准电压达到适配器输出的电压/电流大小可调的效果，此外，还可将采集的电压/电流参数与设定值进行比较控制，实现输出电压/电流精确且稳定。
DC-DC转换器单元，主要实现电压/电流反馈及根据末端负载变化实现动态调整达到适配器恒压/恒流输出的效果。
输出信号采样单元，主要实现电流采样放大和电压采集跟随功能，采集的电流和电压信号连接到MCU的ADC引脚，同时连接到具有通道选择功能的反馈通道。
在具体实现上，DC-DC转换器单元主要由PWM控制器和BUCK变换器电路组成，PWM控制器的误差放大器的同相输入端连接MCU处理单元的DAC模块，从而获取通过MCU设定的DAC值作为基准电压，误差放大器反相输入端连接模拟开关，从而选择电压反馈或者电流反馈与同相输入端的基准电压信号进行比较，实现恒压/恒流输出。BUCK变换器电路受PWM控制器的控制，用于实现降压功能。
输出信号采集单元的结构如图2所示，其包括模拟开关，由电流检测器件和电流放大器组成的电流信号采集单元，由分压电路和电压跟随器组成的电压信号采集单元；
所述电流检测器件串联在适配器输出端与接地网络之间，所述电流放大器的输入端采集所述电流检测器件两侧的电压，电流放大器的输出端连接模拟开关，从而在通过模拟开关选择电流反馈通道时，向PWM控制器的误差放大器的反相输入端反馈适配器的输出电流信号，同时，电流放大器的输出端还连接MCU处理单元的ADC模块，从而便于MCU处理单元获取适配器的输出电流参数；
所述分压电路的输入端连接适配器输出端，分压电路的输出端连接电压跟随器的输入端，电压跟随器的输出端连接模拟开关，从而在通过模拟开关选择电压反馈通道时，向PWM控制器的误差放大器的反相输入端反馈适配器的输出电压信号，同时，分压电路的输出端还连接MCU处理单元的ADC模块，从而便于MCU处理单元获取适配器的输出电压参数。MCU通过对电流电压参数采集即可通过计算获取电源适配器的输出功率。
这里的电流检测器件可以采用高稳定性检流电阻，通过检流电阻对适配器的输出电流信号进行采样，实现简便，成本低。分压电路可以采用低成本的滑动变阻器来实现，通过对适配器的输出电压信号进行分压，起到保护MCU处理单元的作用。模拟开关采用低导通阻抗的模拟开关，可以减小通道切换对输出电压/电流信号的影响。
MCU处理单元主要完成以下功能：
1、MCU的ADC模块对电源适配器输出的电流和电压参数进行采集，以便获取适配器当前输出的电流、电压、功率参数。
2、MCU的DAC模块输出一定电压值到误差放大器的同相输入端作为基准电压，当电源适配器工作在恒流源模式时候(模拟开关打开电流反馈通道)，此DAC值和适配器输出的恒流参数为一一对应关系。该DAC值除以电流放大器的放大倍数后再除以检流电阻值即可得到所需的恒流参数，由此可以在软件中设定适配器输出不同恒流参数所对应的DAC值。
3、MCU的DAC模块输出一定电压值到误差放大器的同相输入端作为基准电压。当适配器工作在恒压源模式时候(模拟开关打开电压反馈通道)，此DAC值和适配器输出的恒压参数为一一对应关系。基准电压乘以反馈分压比例即可获得所需的恒压参数，由此可以在软件中存储适配器输出不同恒压参数所对应的DAC值。
4、MCU通过对模拟开关的控制来选择适配器工作的恒压模式或者恒流模式，然后在对应模式下设定所需要的电压或者电流参数，当适配器输出端接入负载的时候，即可正常输出，当负载变化DAC值不变的时候，PWM控制器根据反馈的电压/电路参数来调整PWM波的占空比，实现电压或者电流恒定，达到电压或者电流输出稳定的效果。