一种DC‑DC转换智能数控恒流电源的制作方法

本实用新型涉及电源转换模块，更具体地说，涉及一种DC-DC转换智能数控恒流电源。

背景技术：

目前，很多DC-DC转换电路利用TL494作为PWM脉冲发生器，通过调节滑动变阻器，调节阻值，从而改变脉宽；一部分采用稳压芯片LM317等进行DC-DC转化，也是通过手动调节滑动变阻器的阻值，从而实现DC-DC转换。这种传统DC-DC电路中是一种开环控制电路，具有开环系统的固有特点：系统难以达到稳定状态。因此，对于稳定性要求较高的系统，难以作为稳定的电路使用，也无法实时显示电压和电流等参数，更无法进行实时调节。传统的DC-DC电路复杂需要搭载大量的电阻，从稳定性上来说，易出现错误，从功耗上来说，转换率不高，比较浪费能源。如何提高电路的稳定性，降低功耗，提高转换率，实现电压，电流可实时监测，实时调整是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种DC-DC转换只能数控恒流电源，有效的提高了电路稳定性，实现了电压和电流等参数实时显示，可实时调节，降低功耗，提高转换效率，电路简单，易操作。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种DC-DC转换智能数控恒流电源，包括MCU模块，以及与MCU模块相连接的恒流电路、按键输入电路、声光报警电路、显示电路、电压放大电路、供电电路；所述按键输入电路用于电流设定值的输入，所述电压放大电路用于对MCU模块的PWM输出信号进行放大，电压放大电路的输出端与恒流电路相连接；所述显示电路用于对输出电流值的显示；所述声光报警电路可对电路的过压过载进行报警提醒；所述恒流电路用于读取当前电路的输出电流值并反馈给MCU模块，再通过MCU模块调整PWM的输出，PWM信号经过电压放大电路放大后对恒流电路的输出电流值进行调整，实现DC-DC的转换。

优选地，所述恒流电路包括电流传感器ACS712、场效应管IRF540、二极管D4、电感L2、电解电容C12、端子P1、端子P2；其中场效应管IRF540的栅极与电压放大电路的输出端相连接，场效应管IRF540的源极与电感L2、二极管D4的负极相连接，场效应管IRF540的漏极与端子P2的引脚2相连接，二极管D4的正极与电解电容C12的正极相连接，电解电容C12的正极接端子P1的引脚1；P2端子的引脚1、电感L2的另一端、电解电容的负极、电流传感器ACS712的引脚1全部接地；电流传感器ACS712的引脚2接端子P1的引脚2，电流传感器的引脚3接5V电源，引脚5接地，引脚4接MCU模块的P6.2。

优选地，所述按键输入电路由4路按键电路并联组成，每一路按键电路由1个电阻和1个按键开关串联连接构成；4路按键电路并联后的电阻端结点接入3.3V的电压、按键端结点接地，每路按键开关未接地一端分别与MCU模块的P14-P17引脚相连接。

优选地，所述声光报警电路包括声音报警电路和光报警电路；所述声音报警电路包括蜂鸣器，所述蜂鸣器的一端外接5V电源，另一端与三极管的C极相连，所述三极管的B极外接一个电阻R2，电阻R2的另一端与MCU模块的P1.3引脚相连接，所述三极管的E极接地；所述光报警电路由3路高亮电路并联构成；每路高亮电路由一个高亮二极管和一个电阻组成，高亮二极管的正极和电阻的一端串联，并联后高亮二极管的负极接地，并联后电阻另一端与MCU模块的P55-P57相连接。

优选地，所述MCU模块包括复位电路，晶振电路，所述复位电路包括电阻R3，二极管D10，复位开关S3，瓷片电容C14，其中电阻R3的一端与二极管D10的正极与MCU模块的RST引脚连接，二极管D10的负极与R3的另一端接3.3V供电电路；复位开关S3与瓷片电容C14的一端接地；复位开关S3与瓷片电容C14的另一端与MCU模块的RST引脚连接，所述晶振电路包括晶振Y1，瓷片电容C12、C13；其中瓷片电容C12和C13并联后接地，晶振Y1的两端跨接瓷片电容C12、C13的一端，晶振Y1的两端与MCU模块的XT2IN、XT2OUT引脚相连接，所述MCU模块的引脚8、引脚9外接一个时钟晶振Y2。

优选地，所述显示电路包括显示模块LCD1602,所述显示模块LCD1602的引脚1和引脚16分别接地、引脚2和引脚15外接5V电源、引脚3外接一个可变电阻R2；所述可变电阻R2的一端接5V电源、另外一端接地；所述显示模块LCD1602的4-14引脚分别与MCU模块的P20-P27，P63-P65分别对应连接。

优选地，所述电压放大电路包括5V供电电路和光电耦合器，所述光电耦合器输入端的一端与供电电路相连，另一端与MCU模块的P1.2相连，所述光电耦合器的输出端一端接地，另一端与恒流电路的场效应管的栅极相连,所述5V供电电源使用LM3(LM7805)芯片。

优选地，所述供电电路包括5V供电电路和3.3V供电电路；所述5V供电电路包括芯片LM1(LM7805)，二极管D1，瓷片电容C9,C10,电解电容C7，C8,拨动开关S1；其中二极管D1的正极外接12V电源，二极管D1的负极与电解电容C7的正极和瓷片电容C9的一端相连，电解电容C7的负极和瓷片电容C9的另一端和LM1(LM7805)的接地端相连接并且接地，所述LM1(LM7805)的输出端与瓷片电容C10的一端，电解电容C8的正极，拨动开关S1的一引脚相连接，瓷片电容C10的另一端和电解电容C8的负极接地，所述拨动开关S1的另一端输出5V电源；所述3.3V供电电路包括芯片LM2(LM117)，所述芯片LM2(LM117)的输入端与5V的供电电路的输出端相连接，所述芯片LM2(LM117)的输出端接电解电容C1的正极与瓷片电容C2的一端，所述电解电容C1的负极和瓷片电容C2的另一端与所述芯片LM2(LM117)的接地端连接并接地。

优选地，所述MCU模块为MSP430F149集成芯片。

通过上述技术方案，本实用新型提供的DC-DC转换智能数控恒流电源，其有益的效果是：人们可以通过显示电路对电压电流等参数进行实时的查看，通过按键输入电路，可以对电流进行可视化的设定，通过MCU模块可以自动的对设定的电流值进行一个反馈和输出，达到电路稳定性高，可实时显示电压和电流等参数，实现实时调节，功耗低，转换效率高，电路简单，易操作。

附图说明

图1为本实用新型的原理方框图；

图2为本实用新型的MCU模块结构示意图；

图3为本实用新型的MCU模块的复位电路的结构示意图；

图4为本实用新型的MCU模块的晶振电路的结构示意图；

图5为本实用新型的恒流电路结构示意图；

图6为本实用新型的声音报警电路构示意图；

图7为本实用新型的光报警电路构示意图；

图8为本实用新型的按键输入电路结构图示意图；

图9为本实用新型的电压放大电路结构示意图；

图10为本实用新型的显示电路结构示意图；

图11为本实用新型的5V供电电路结构示意图；

图12为本实用新型的3.3V供电电路结构示意图；

图13为本实用新型的工作流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1-13所示，一种DC-DC转换智能数控恒流电源，包括MCU模块，以及与MCU模块相连接的恒流电路、按键输入电路、声光报警电路、显示电路、电压放大电路、供电电路；所述按键输入电路用于电流设定值的输入，所述电压放大电路用于对MCU模块的PWM输出信号进行放大，电压放大电路的输出端与恒流电路相连接；所述显示电路用于对输出电流值的显示；所述声光报警电路可对电路的过压过载进行报警提醒；所述恒流电路用于读取当前电路的输出电流值并反馈给MCU模块，再通过MCU模块调整PWM的输出，PWM信号经过电压放大电路放大后对恒流电路的输出电流值进行调整，实现DC-DC的转换。

所述恒流电路包括电流传感器ACS712、场效应管IRF540、二极管D4、电感L2、电解电容C12、端子P1、端子P2；其中场效应管IRF540的栅极与电压放大电路的输出端相连接，场效应管IRF540的源极与电感L2、二极管D4的负极相连接，场效应管IRF540的漏极与端子P2的引脚2相连接，二极管D4的正极与电解电容C12的正极相连接，电解电容C12的正极接端子P1的引脚1；P2端子的引脚1、电感L2的另一端、电解电容的负极、电流传感器ACS712的引脚1全部接地；电流传感器ACS712的引脚2接端子P1的引脚2，电流传感器的引脚3接5V电源，引脚5接地，引脚4接MCU模块的P6.2。

所述的按键输入电路由4路按键并联组成，每一路由1个电阻和1个按键串联连接构成，4路并联后的电阻端的连接结点接入3.3V的电压，按键端的连接结点接地。具体的，参见图5所示，包括电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17以及按键开关S3、按键开关S2、按键开关S4、按键开关S5，电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17分别与对应的按键开关S3、按键开关S2、按键开关S4、按键开关S5相串联，电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17的一端分别与MCU模块的P14-P17相连接。

所述声光报警电路包括声音报警电路和光报警电路，所述声音报警电路包括蜂鸣器Buzzer(LS1),所述蜂鸣器Buzzer(LS1)的一端外接5V电源，另一端与三极管Q2(2N3904)的C极相连，三极管Q2(2N3904)的B极外接一个电阻R2，电阻R2的另一端与MCU模块的P1.3引脚相连接，三极管Q2(2N3904)的E极接地,组成声音报警电路。

所述的光报警电路由3路高亮电路并联构成，每路由一个高亮二极管的正极和一个电阻串联构成，并联后高亮二极管负极一端接地，电阻并联一端与MCU模块的P55-P57相连接。具体的，参见图4所示，包括电阻R1、电阻R3、电阻R4以及高亮二极管D3、高亮二极管D4、高亮二极管D5，电阻R1、电阻R3、电阻R4分别与对应的高亮二极管D3、高亮二极管D4、高亮二极管D5相串联而形成，电阻R1、电阻R3、电阻R4的另一端分别与MCU模块的P55-P57相连接。

所述MCU模块包括复位电路，晶振电路，所述复位电路包括电阻R3，二极管D10，复位开关S3，瓷片电容C14，其中电阻R3的一端与二极管D10的正极与MCU模块的RST引脚连接，二极管D10的负极与R3的另一端接3.3V供电电路；复位开关S3与瓷片电容C14的一端接地；复位开关S3与瓷片电容C14的另一端与MCU模块的RST引脚连接，所述晶振电路包括晶振Y1，瓷片电容C12、C13；其中瓷片电容C12和C13并联后接地，晶振Y1的两端跨接瓷片电容C12、C13的一端，晶振Y1的两端与MCU模块的XT2IN、XT2OUT引脚相连接，所述MCU模块的引脚8、引脚9外接一个时钟晶振Y2。

所述显示电路包括显示模块LCD1602,所述显示模块LCD1602的引脚1和引脚16分别接地、引脚2和引脚15外接5V电源、引脚3外接一个可变电阻R2；所述可变电阻R2的一端接5V电源、另外一端接地；所述显示模块LCD1602的4-14引脚分别与MCU模块的P20-P27，P63-P65分别对应连接。

所述电压放大电路包括5V供电电路和光电耦合器U1，所述光电耦合器U1输入端的一端与供电电路相连，另一端与MCU模块的P1.2相连，所述光电耦合器U1的输出端一端接地，另一端与恒流电路的场效应管的栅极相连

所述供电电路包括5V供电电路和3.3V供电电路；所述5V供电电路包括芯片LM1，二极管D1，瓷片电容C9,C10,电解电容C7，C8,拨动开关S1；其中二极管D1的正极外接12V电源，二极管D1的负极与电解电容C7的正极和瓷片电容C9的一端相连，电解电容C7的负极和瓷片电容C9的另一端和LM1的接地端相连接并且接地，所述LM1的输出端与瓷片电容C10的一端，电解电容C8的正极，拨动开关S1的一引脚相连接，瓷片电容C10的另一端和电解电容C8的负极接地，所述拨动开关S1的另一端输出5V电源；所述3.3V供电电路包括芯片LM2，所述芯片LM2的输入端与5V的供电电路的输出端相连接，所述芯片LM117的输出端接电解电容C1的正极与瓷片电容C2的一端，所述电解电容C1的负极和瓷片电容C2的另一端与所述芯片LM2的接地端连接并接地。

所述MCU模块为MSP430F149集成芯片；所述LM1为LM7805芯片，LM2为LM117芯片，LM3为LM7805芯片。

使用时，工作人员通过按键输入模块，将需要的电流值进行输入，ACS712电流传感器读取当前的输出电流值，并将信号反馈给MCU模块集成芯片430F149，集成芯片430F149读取处反馈信号，并将电流值与输入值进行比较，通过差值，调节PWM的输出，并通过LCD1602显示输入的电流值。

单片机430F149输出的PWM的峰值为5V，不足以驱动MOS管，故加入光耦将5V的PWM信号转化为12V的PWM信号。若过压或者过载，声光报警器模块开始工作，并自动停止PWM型号的输出。整个系统形成可以实时调节的闭环系统；数据处理为多次采样，求取平均值，控制算法为当前的输入值与实测值相差较大实时，调节PWM占空比时，采用较大的步进值调节，反之，则用较小的步进调节。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。