一种防浪涌数显可调电源装置的制作方法

本发明涉及电源领域，尤其涉及一种防浪涌数显可调电源装置。

背景技术：

自然界由于各种原因导致输入电压不稳定，特别是在雷雨雷电环境下，往往因浪涌导致电源被损坏而使正在工作的设备不能工作，全球每年因雷电灾害而造成工作电压不稳，电源损坏，从而导致财产损失的现象不计其数。并随着电子产品及微电子集成化设备在特殊领域的广泛使用，其对电源的要求也随之越来越高，因雷电导致过电压或雷击电磁脉冲所造成电子系统电源故障的现象也越来越多，甚至因雷电而导致正在工作的电源损坏或击穿老化，更严重的情况还可能引起火灾，因此，发明一种集浪涌自动防护及LCD数字显示功能于一体，并具有输出电压/电流可调的多功能电源装置具有十分重要的意义。

现有技术存在缺陷，需要改进。

技术实现要素：

为了解决现在技术存在的缺陷，本发明提供了一种防浪涌数显可调电源装置。

本发明提供的技术文案，一种防浪涌数显可调电源装置，包括浪涌自动防护电路、开关电源负载输出控制模块、监测模块、MCU微控制器单元、电源模块和液晶显示模块，所述浪涌自动防护电路的输入端连接220V交流输入端，浪涌自动防护电路的输出端连接所述开关电源负载输出控制模块，所述开关电源负载输出控制模块还连接MCU微控制器单元和电源模块，所述开关电源负载输出控制模块的输出端连接负载，开关电源负载输出控制模块的输出端与负载之间连接监测模块；所述监测模块包括电压检测模块和电流检测模块，所述电压检测模块与电流检测模块均与MCU微控制器单元连接。

优选地，所述开关电源负载输出控制模块的输出端上连接电流互感器，所述电流互感器一次侧串联到开关电源负载输出控制模块的输出端，所述电流检测模块与所述电流互感器的二次侧连接，所述电流检测模块通过电流互感器检测开关电源负载输出控制模块的输出电流。

优选地，两个分压电阻串联后并联于开关电源负载输出控制模块的输出端，所述电压检测模块跨接于其中一个分压电阻的两端，电压检测模块用于检测分压电阻两端的电压。

优选地，所述浪涌自动防护电路由自恢复保险丝和三个浪涌放电模块构成，所述自自恢复保险丝串联于开关电源负载输出控制模块的输入端，三个浪涌放电模块分别为第一、第二和第三浪涌放电模块，所述第一浪涌放电模块并联于220V交流的两相线路之间，所述第二和第三浪涌放电模块分别将220V 交流的两相线路接地。

优选地，所述三个浪涌放电模块均由压敏电阻与气体放电管串联构成，所述第二和第三浪涌放电模块中压敏电阻一端分别与220V交流的两相线路连接，另一端与气体放电管连接，两个气体放电管的另一端均接地。

优选地，所述MCU微控制器单元还连接一按键及旋钮模块，所述按键及旋钮模块连接于MCU微控制器单元的输入口，通过控制MCU微控制器单元来切换输出电源类型、设定电压/电流输出值以及对显示系统状态信息进行翻页。

优选地，所述开关电源负载输出控制模块包括开关电源和输出控制模块，开关电源与输出控制模块连接，开关电源的输入端连接浪涌自动防护电路的输出端，所述输出控制模块与MCU微控制器单元连接，所述输出控制模块用于控制开关电源的输出类型，电压源或电流源。

优选地，所述按键及旋钮模块包括至少一个按键和至少一个旋钮，所述按钮和和旋钮固定于输入面板上，所述输入面板与MCU微控制器单元连接。

优选地，所述MCU微控制器单元的型号为STM32F103RCT6。

相对于现有技术的有益效果，本发明提供的一种防浪涌数显可调电源装置，带有浪涌自动防护电路，能够抑制线路上的浪涌和瞬时过电压、泄放线路上的过电流；且本发明提供的电源装置能够通过液晶显示模块显示负载的电流、电压以及过压过流的参数信息；同时本发明提供的电源装置具有过电流自动保护机制；本发明操作简单，不仅具有数字可调电源的特点，又兼容了防雷器件的性能，还具有过电流自动保护的机制，具有良好的市场应用价值。

附图说明

图1为本发明连接示意图；

图2为本发明浪涌自动防护电路示意图。

具体实施方式

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。

下面结合附图对本发明作详细说明。

如图1和图2所示，一种防浪涌数显可调电源装置，包括浪涌自动防护电路、开关电源负载输出控制模块、监测模块、MCU微控制器单元、电源模块和液晶显示模块，所述浪涌自动防护电路的输入端连接220V交流输入端，浪涌自动防护电路的输出端连接所述开关电源负载输出控制模块，所述开关电源负载输出控制模块还连接MCU微控制器单元和电源模块，所述开关电源负载输出控制模块的输出端连接负载，开关电源负载输出控制模块的输出端与负载之间连接监测模块；所述监测模块包括电压检测模块和电流检测模块，所述电压检测模块与电流检测模块均与MCU微控制器单元连接。

优选地，所述开关电源负载输出控制模块的输出端上连接电流互感器，所述电流互感器一次侧串联到开关电源负载输出控制模块的输出端，所述电流检测模块与所述电流互感器的二次侧连接，所述电流检测模块通过电流互感器检测开关电源负载输出控制模块的输出电流。

优选地，两个分压电阻串联后并联于开关电源负载输出控制模块的输出端，所述电压检测模块跨接于其中一个分压电阻的两端，电压检测模块用于检测分压电阻两端的电压。

优选地，所述浪涌自动防护电路由自恢复保险丝4和三个浪涌放电模块构成，所述自自恢复保险丝4串联于开关电源负载输出控制模块的输入端，三个浪涌放电模块分别为第一、第二和第三浪涌放电模块3，所述第一浪涌放电模块1并联于220V交流的两相线路之间，所述第二和第三浪涌放电模块3分别将220V 交流的两相线路接地。

优选地，所述三个浪涌放电模块均由压敏电阻与气体放电管串联构成，所述第二和第三浪涌放电模块3中压敏电阻一端分别与220V交流的两相线路连接，另一端与气体放电管连接，两个气体放电管的另一端均接地。

优选地，所述MCU微控制器单元还连接一按键及旋钮模块，所述按键及旋钮模块连接于MCU微控制器单元的输入口，通过控制MCU微控制器单元来切换输出电源类型、设定电压/电流输出值以及对显示系统状态信息进行翻页。

优选地，所述开关电源负载输出控制模块包括开关电源和输出控制模块，开关电源与输出控制模块连接，开关电源的输入端连接浪涌自动防护电路的输出端，所述输出控制模块与MCU微控制器单元连接，所述输出控制模块用于控制开关电源的输出类型，电压源或电流源。

例如，所述开关电源设置主输出端、备用输出端和控制端，所述主输出端连接负载，备用输出端连接电源模块，用于给电源进行充电，所述控制端与MCU微控制器单元连接，用于接收MCU微控制器单元的控制信号；优选地，所述输出控制模块上设有变换电路，所述变换电路设置于开关电源的主输出端上，用于调节主输出端电压或电流的大小；优选地，所述变换电路还连接一电压电流转换电路，所述电压电流转换电路的输入端与就换电路连接，所述电压电流转换电路的输出端与负载连接，所述电压电流转换电路的控制端与MCU微控制器单元连接，用于接收MCU微控制器单元的切换信号；进一步地，所述备用输出端的输出电压为5V、输出电流为1A，所述主输出端的输出电压0-36V，输出电流为0-10A。

优选地，所述按键及旋钮模块包括至少一个按键和至少一个旋钮，所述按钮和和旋钮固定于输入面板上，所述输入面板与MCU微控制器单元连接。

优选地，所述MCU微控制器单元的型号为STM32F103RCT6。

本发明的工作流程，当外网电压低于380V阀值电压时，三个浪涌放电模块中的压敏电阻和气体放电管阻值均很大，由其串联组成的浪涌防护电路阻值很高，从而截止不导通，当有外网雷电浪涌电流流过时，即瞬时外网电压远远高于380V时，三个浪涌放电模块中的压敏电阻阻值和气体放电管电阻值瞬间变小，从而使浪涌大电流通过，第一浪涌放电模块1将两相线路之间的浪涌大电流进行放电，第二和第三浪涌放电模块3将两相线路分别接地进行放电，从面稳定外网输入电压。

同时，本发明中通过三个浪涌放电模块的设置，形成火线-零线，火线-地线，零线-地线三种方式的形式来消除浪涌电压对本电源装置的影响；与此同时，当电源装置总电流过大时，通过自恢复保险丝4来对过载电流进行自动保护，即当电源负载超过额定电流或电源电路短路时，自恢复保险丝4因电流过大而断开，从而瞬间切断电压输入来对电源装置提供自动保护。

此外，开关电源负载输出控制模块对外网220V交流电压进行滤波、整流，最后开关电源负载输出控制模块在MCU的控制下将整流后的直流变为高频交流，并根据负载需求，最后输出0-36V可调的直流输出电压。

两个分压电阻串联后并联于开关电源负载输出控制模块的输出端，电压检测模块跨接于其中一个分压电阻的两端，通过两个分压电阻对开关电源负载输出控制模块输出端的直流电压进行分压，并通过检测其中一个分压电阻两端电压的方法来获取开关电源负载输出控制模块输出端的电压值；两个分压电阻的设置实现了通过检测小电压获得大电压的方法。

此外，通过电流检测模块来对输出的电流进行检测，即通过电流互感器以小电流的方法来检测电路中的大电流，同时来发明还通过液晶显示模块对输出电压，输出电流，设备工作状态信息进行实时显示，通过按键及旋钮模块来选择测量量程、切换输出电源类型、设定电压/电流输出值以及对显示系统状态信息进行翻页。

在本发明中，通过电源模块获得开关电源备用输出端的直流电压，并通过电源模块将直流电压进行电压转换后输出3.3V电压供MCU微控制器单元及其外围设备使用。

本发明通过MCU微控制器单元控制开关电源输出控制模块上的电压电流转换电路来对电源输出类型进行切换，同时通过电流检测模块/电压检测模块检测到的传送到MCU微控制器单元，并通过液晶显示模块进行显示。

本电源装置输入交流AC180-250V，50Hz/60Hz，输出为直流0-36V或0-10A可调，具体输出电流/电压可通过增加开关电源负载输出控制模块的输出功率来增大电流/电压输出。此外，浪涌自动防护电路设置为复合对称电路，共模、差模全保护，且火线，零线可随便接，正常工作时无漏电流，可延长器件使用寿命，由于气体放电管失效模式大多为开路，因而不易引起火灾。为了更好的对本装置进行保护，本发明将本电源装置的外壳接地。

浪涌自动防护原理：当外网电压低于380V阀值电压时，压敏电阻和气体放电管阻值很大，由其串联组成的浪涌放电模块阻值很高，从而截止不导通，当有外网雷电浪涌电流流过时，即瞬时外网电压远远高于380V时，压敏电阻阻值和气体放电管电阻阻值瞬间变小，从而使浪涌大电流通过，从而稳定外网输入电压，此外，在本发明中，使用火线-零线，火线-地线，零线-地线三种方式来消除浪涌电压对本电源装置的影响，火线-零线，火线-地线，零线-地线三种方式分别对应第一浪涌放电模块1，第二浪涌放电模块2，第三浪涌放电模块3。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。