具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源，包括辅助电源模块、多个串联的电压源和电压采集电路模块，以及与电压采集电路模块相接的A/D转换电路模块和与A/D转换电路模块相接的编码驱动电路模块，编码驱动电路模块的输出端接有开关控制电路模块，编码驱动电路模块和开关控制电路模块的数量均与电压源的数量相等，多个串联的电压源的输出端接有恒流控制电路模块，恒流控制电路模块的输出端与开关控制电路模块相接；A/D转换电路模块、编码驱动电路模块和恒流控制电路模块均与辅助电源模块相接。本实用新型结构简单，能够在工作过程中动态满足恒流负载对电源电压的需求，提高了供电质量和供电精度，工作可靠性高。
【专利说明】具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电源【技术领域】，尤其是涉及一种具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源。
【背景技术】
[0002]大电流线性恒流电源是很多实验室对特定负载进行恒流驱动必须的试验电源；也是很多测试设备配套必须的驱动电源。
[0003]由于市电供电的电源都是恒压特性，而恒流源驱动的负载阻抗都是不确定的，易变的。这就要求恒流电源必须在保证恒流输出的同时，实现自动电压调节。如果恒流电源不能实现自动电压调节，势必造成很大的内部功耗，这个问题对于小电流输出的恒流电源问题不大，但对于大电流输出的恒流电源，这个大的内部功耗不仅不利于节能，而且往往造成电路调节器件的超载，甚至损坏。最终导致无法实现。因此，大电流线性恒流电源的自动调压技术是大电流线性恒流电源实现的关键技术。
[0004]现有的线性恒流电源的自动调压技术基本上分成两类:变压器继电器抽头式和变压器电子开关抽头式。这两种调压技术虽然可以实现自动调压的基本功能，但是都存在严重的耐用性和可靠性问题。
[0005]变压器继电器抽头式相应速度慢，耐用性很差，继电器触点不断烧蚀，到了一定动作次数，必定损坏，对于频繁启动，频繁调压的应用场合，尤其不耐用；同时变压器继电器抽头式调压还存在切换过程电火花较大，易于引起对外电磁辐射干扰。
[0006]变压器电子开关抽头式调压技术多用双向晶闸管实现，这种调压方式最薄弱的地方在于，如果切换过程中，出现两只开关同时导通，就会造成电源内部短路；而变压器属于感性电路，电流滞后电压，使得这种现象特别容易发生。
实用新型内容
[0007]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源，其结构简单，设计合理，实现容易，能够随时满足负载对电源电压的需求，提高了大电流线性恒流电源的控制性能和响应速度，工作可靠性高，实用性强，便于推广使用。
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源，其特征在于:包括辅助电源模块、多个串联的电压源和用于对负载所需电压进行实时采集的电压采集电路模块，以及与所述电压采集电路模块的输出端相接的A/D转换电路模块和与所述A/D转换电路模块的输出端相接的编码驱动电路模块，所述编码驱动电路模块的输出端接有用于控制多个所述电压源中的一个或多个按照负载所需电压接通的开关控制电路模块，所述编码驱动电路模块的数量和所述开关控制电路模块的数量均与所述电压源的数量相等，多个串联的所述电压源的输出端接有恒流控制电路模块，所述恒流控制电路模块的输出端与所述开关控制电路模块相接；所述A/D转换电路模块、编码驱动电路模块和恒流控制电路模块均与所述辅助电源模块相接，所述大电流为IOA ?200A。
[0009]上述的具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源，其特征在于:所述电压源的数量为三个且分别为依次串联的第一电压源、第二电压源和第三电压源，所述编码驱动电路模块的数量为三个且分别为第一编码驱动电路模块、第二编码驱动电路模块和第三编码驱动电路模块，所述开关控制电路模块的数量为三个且分别为第一开关控制电路模块、第二开关控制电路模块和第三开关控制电路模块，所述第一编码驱动电路模块、第一开关控制电路模块和第一电压源依次相接，所述第二编码驱动电路模块、第二开关控制电路模块和第二电压源依次相接，所述第三编码驱动电路模块、第三开关控制电路模块和第三电压源依次相接，所述恒流控制电路模块的输入端与所述第三电压源的输出端相接，所述恒流控制电路模块的输出端与所述第三开关控制电路模块相接。
[0010]上述的具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源，其特征在于:所述负载为负载RL，所述负载RL的电源端与所述第三电压源的输出端相接，所述电压采集电路模块由电阻R9构成，所述电阻R9的一端与所述负载RL的电源端相接，所述电阻R9的另一端为所述电压采集电路模块的输出端。
[0011]上述的具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源，其特征在于:所述A/D转换电路模块为由依次相接的分压电路模块、比较电路模块和编码电路模块构成的并行比较型A/D转换电路模块。
[0012]上述的具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源，其特征在于:所述分压电路模块由电阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8构成；所述比较电路模块包括第一比较器芯片LM393、第二比较器芯片LM393、第三比较器芯片LM393和第四比较器芯片LM393，以及电阻Rcl、Rc3、Rc4、Rc5、Rc6、Rc7和Rc8 ;所述编码电路模块由编码器芯片74LS148构成；所述第一比较器芯片LM393的引脚8、第二比较器芯片LM393的引脚8、第三比较器芯片LM393的引脚8和第四比较器芯片LM393的引脚8均与所述辅助电源模块的VDD输出端相接，所述第一比较器芯片LM393的引脚4、第二比较器芯片LM393的引脚4、第三比较器芯片LM393的引脚4和第四比较器芯片LM393的引脚4均接地，所述第一比较器芯片LM393的引脚2和引脚6、第二比较器芯片LM393的引脚2和引脚6、第三比较器芯片LM393的引脚2和引脚6以及第四比较器芯片LM393的引脚2和引脚6均与所述电压采集电路模块的输出端相接，所述第一比较器芯片LM393的引脚3通过电阻Rl接地，所述第一比较器芯片LM393的引脚I通过电阻Rcl与所述辅助电源模块的VCC输出端相接；所述第二比较器芯片LM393的引脚3通过电阻R2与第一比较器芯片LM393的引脚3相接，所述第二比较器芯片LM393的引脚I通过电阻Rc3与所述辅助电源模块的VCC输出端相接；所述第三比较器芯片LM393的引脚3通过电阻R3与第二比较器芯片LM393的引脚3相接，所述第二比较器芯片LM393的引脚I通过电阻Rc5与所述辅助电源模块的VCC输出端相接；所述第四比较器芯片LM393的引脚3通过电阻R4与第三比较器芯片LM393的引脚3相接，所述第四比较器芯片LM393的引脚I通过电阻Rc7与所述辅助电源模块的VCC输出端相接；所述第四比较器芯片LM393的引脚5通过电阻R5与第四比较器芯片LM393的引脚3相接，所述第四比较器芯片LM393的引脚7通过电阻RcS与所述辅助电源模块的VCC输出端相接；所述第三比较器芯片LM393的引脚5通过电阻R6与第四比较器芯片LM393的引脚5相接，所述第三比较器芯片LM393的引脚7通过电阻Rc6与所述辅助电源模块的VCC输出端相接；所述第二比较器芯片LM393的引脚5通过电阻R7与第三比较器芯片LM393的引脚5相接且通过电阻R8与所述辅助电源模块的VDD输出端相接，所述第二比较器芯片LM393的引脚7通过电阻Rc4与所述辅助电源模块的VCC输出端相接；所述编码器芯片74LS148的引脚11与所述第一比较器芯片LM393的引脚I相接，所述编码器芯片74LS148的引脚12与所述第二比较器芯片LM393的引脚I相接，所述编码器芯片74LS148的引脚13与所述第三比较器芯片LM393的引脚I相接，所述编码器芯片74LS148的引脚I与所述第四比较器芯片LM393的引脚I相接，所述编码器芯片74LS148的引脚2与所述第四比较器芯片LM393的引脚7相接，所述编码器芯片74LS148的引脚3与所述第三比较器芯片LM393的引脚7相接，所述编码器芯片74LS148的引脚4与所述第二比较器芯片LM393的引脚7相接，所述编码器芯片74LS148的引脚16与所述辅助电源模块的VCC输出端相接，所述编码器芯片74LS148的引脚8、引脚10、引脚14和引脚15均接地，所述编码器芯片74LS148的引脚9、引脚7和引脚6分别为所述编码电路模块的第一输出端、第二输出端和第三输出端。
[0013]上述的具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源，其特征在于:所述第一编码驱动电路模块由第一光I禹隔离芯片PC817以及电阻Ral、Ra2和Ra3构成,所述第一光率禹隔离芯片PC817的引脚I与所述辅助电源模块的VCC输出端相接，所述第一光耦隔离芯片PC817的引脚2通过电阻Ra3与所述编码电路模块的第一输出端相接，所述第一光耦隔离芯片PC817的引脚3与所述电阻Ral的一端相接，所述电阻Ral的另一端为所述第一编码驱动电路模块的第一输出端，所述第一光稱隔离芯片PC817的引脚4与所述电阻Ra2的一端相接，所述电阻Ra2的另一端为所述第一编码驱动电路模块的第二输出端；所述第二编码驱动电路模块由第二光耦隔离芯片PC817以及电阻Rbl、Rb2和Rb3构成，所述第二光耦隔离芯片PC817的引脚I与所述辅助电源模块的VCC输出端相接，所述第二光耦隔离芯片PC817的引脚2通过电阻Rb3与所述编码电路模块的第一输出端相接，所述第二光耦隔离芯片PC817的引脚3与所述电阻Rbl的一端相接，所述电阻Rbl的另一端为所述第二编码驱动电路模块的第一输出端，所述第二光耦隔离芯片PC817的引脚4与所述电阻Rb2的一端相接，所述电阻Rb2的另一端为所述第二编码驱动电路模块的第二输出端；所述第三编码驱动电路模块由第三光耦隔离芯片PC817以及电阻Rdl、Rd2和Rd3构成，所述第三光耦隔离芯片PC817的引脚I与所述辅助电源模块的VCC输出端相接，所述第三光耦隔离芯片PC817的引脚2通过电阻Rd3与所述编码电路模块的第一输出端相接，所述第三光耦隔离芯片PC817的引脚3与所述电阻Rdl的一端相接，所述电阻Rdl的另一端为所述第三编码驱动电路模块的第一输出端，所述第三光耦隔离芯片PC817的引脚4与所述电阻Rd2的一端相接，所述电阻Rd2的另一端为所述第三编码驱动电路模块的第二输出端。
[0014]上述的具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源，其特征在于:所述第一开关控制电路模块包括三极管Ql和Q2，M0S管Q3，稳压二极管Dl，以及电阻Ra4、Ra5和Ra6 ；所述三极管Q2的基极与所述第一编码驱动电路模块的第一输出端相接，所述三极管Q2的集电极和电阻Ra4的一端均与所述第一编码驱动电路模块的第二输出端相接，所述电阻Ra4的另一端与所述电阻Ra5的一端、电阻Ra6的一端和三极管Ql的基极相接，所述电阻Ra5的另一端和三极管Ql的发射极均与所述辅助电源模块的VDDl输出端相接，所述三极管Ql的集电极和MOS管Q3的漏极均与所述第一电压源的正极输出端相接，所述MOS管Q3的栅极和电阻Ra6的另一端均与所述稳压二极管Dl的阴极相接，所述第一电压源的负极输出端、三极管Q2的发射极、稳压二极管Dl的阳极和MOS管Q3的源极均接地；所述第二开关控制电路模块包括三极管Q4和Q5，M0S管Q6，稳压二极管D2，以及电阻Rb4、Rb5和Rb6 ;所述三极管Q5的基极与所述第二编码驱动电路模块的第一输出端相接，所述三极管Q5的集电极和电阻Rb4的一端均与所述第二编码驱动电路模块的第二输出端相接，所述电阻Rb4的另一端与所述电阻Rb5的一端、电阻Rb6的一端和三极管Q4的基极相接，所述电阻Rb5的另一端和三极管Q4的发射极均与所述辅助电源模块的VDD2输出端相接，所述三极管Q4的集电极和MOS管Q6的漏极均与所述第二电压源的正极输出端相接，所述MOS管Q6的栅极和电阻Rb6的另一端均与所述稳压二极管D2的阴极相接，所述第二电压源的负极输出端、三极管Q5的发射极、稳压二极管D2的阳极和MOS管Q6的源极均接地；所述第三开关控制电路模块包括三极管Q7和Q8，M0S管Q9，稳压二极管D3，以及电阻Rd4、Rd5和Rd6 ;所述三极管Q8的基极与所述第三编码驱动电路模块的第一输出端相接，所述三极管Q8的集电极和电阻Rd4的一端均与所述第三编码驱动电路模块的第二输出端相接，所述电阻Rd4的另一端与所述电阻Rd5的一端、电阻Rd6的一端和三极管Q7的基极相接，所述电阻Rd5的另一端和三极管Q7的发射极均与所述辅助电源模块的VDD3输出端相接，所述三极管Q7的集电极和MOS管Q9的漏极均与所述第三电压源的正极输出端相接，所述MOS管Q9的栅极和电阻Rd6的另一端均与所述稳压二极管D3的阴极相接，所述第三电压源的负极输出端、三极管Q8的发射极、稳压二极管D3的阳极和MOS管Q9的源极均接地。
[0015]上述的具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源，其特征在于:所述恒流控制电路模块由运算放大器芯片LM358和第四光耦隔离芯片PC817，以及电阻Rel、Re2、Re3和Re4构成；所述电阻Rel串联在所述第三电压源的正极输出端与负载之间，所述运算放大器芯片LM358的引脚2与所述电阻Rel和负载的连接端相接，所述运算放大器芯片LM358的引脚3与正比于设定电流I的参考电压U相接，所述运算放大器芯片LM358的引脚8与所述辅助电源模块的VDD输出端相接，所述运算放大器芯片LM358的引脚4接地，所述运算放大器芯片LM358的引脚I通过电阻Re2与所述第四光耦隔离芯片PC817的引脚I相接，所述第四光耦隔离芯片PC817的引脚2接地，所述第四光耦隔离芯片PC817的引脚3通过电阻Re3与所述三极管Q8的基极相接，所述第四光耦隔离芯片PC817的引脚4通过电阻Re4与所述三极管Q8的集电极相接。
[0016]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0017]1、本实用新型的电路结构简单，设计合理，实现容易。
[0018]2、本实用新型采用多个电压源串联工作，可以根据负载需求电压，自动启用相应的串联单元，自动适应大电流线性恒流电源的负载变动，能够随时动态满足负载对电源电压的需求，而且，这种调压方式，具有响应速度快，不发生组间短路，工作可靠性高等优点。
[0019]3、本实用新型能够保证大电流线性恒流电源始终处于较低功耗状态工作，进一步提高了大电流线性恒流电源的工作效率，提高了系统可靠性。
[0020]4、本实用新型的实用性强，便于推广使用。
[0021]综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，实现容易，能够随时满足负载对电源电压的需求，提高了大电流线性恒流电源的控制性能和响应速度，工作可靠性高，实用性强，便于推广使用。[0022]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0024]图2为本实用新型电压采集电路模块和A/D转换电路模块的电路原理图。
[0025]图3为本实用新型第一电压源、第二电压源、第三电压源、编码驱动电路模块、恒流控制电路模块和负载连接的电路原理图。
[0026]附图标记说明:
[0027]1-1 一第一电压源；1-2—第二电压源； 1-3—第三电压源；
[0028]2—电压采集电路模块； 3 — A/D转换电路模块； 4一编码驱动电路模块；
[0029]4-1 一第一编码驱动电路模块； 4-2—第二编码驱动电路模块；
[0030]4-3—第三编码驱动电路模块； 5—开关控制电路模块；
[0031 ]5-1—第一开关控制电路模块； 5-2—第二开关控制电路模块；
[0032]5-3一第二开关控制电路模块； 6—恒流控制电路模块；
[0033]7 一辅助电源模块；8—负载。
【具体实施方式】
[0034]如图1所示，本实用新型包括`辅助电源模块7、多个串联的电压源和用于对负载8所需电压进行实时采集的电压采集电路模块2，以及与所述电压采集电路模块2的输出端相接的A/D转换电路模块3和与所述A/D转换电路模块3的输出端相接的编码驱动电路模块4，所述编码驱动电路模块4的输出端接有用于控制多个所述电压源中的一个或多个按照负载8所需电压接通的开关控制电路模块5，所述编码驱动电路模块4的数量和所述开关控制电路模块5的数量均与所述电压源的数量相等，多个串联的所述电压源的输出端接有恒流控制电路模块6，所述恒流控制电路模块6的输出端与所述开关控制电路模块5相接；所述A/D转换电路模块3、编码驱动电路模块4和恒流控制电路模块6均与所述辅助电源模块7相接，所述大电流为IOA~200A。
[0035]如图1所示，本实施例中，所述电压源的数量为三个且分别为依次串联的第一电压源1-1、第二电压源1-2和第三电压源1-3，所述编码驱动电路模块4的数量为三个且分别为第一编码驱动电路模块4-1、第二编码驱动电路模块4-2和第三编码驱动电路模块4-3，所述开关控制电路模块5的数量为三个且分别为第一开关控制电路模块5-1、第二开关控制电路模块5-2和第三开关控制电路模块5-3，所述第一编码驱动电路模块4-1、第一开关控制电路模块5-1和第一电压源1-1依次相接，所述第二编码驱动电路模块4-2、第二开关控制电路模块5-2和第二电压源1-2依次相接，所述第三编码驱动电路模块4-3、第三开关控制电路模块5-3和第三电压源1-3依次相接，所述恒流控制电路模块6的输入端与所述第三电压源1-3的输出端相接，所述恒流控制电路模块6的输出端与所述第三开关控制电路模块5-3相接。所述第三开关控制电路模块5-3兼做了恒流驱动电路。
[0036]如图3所示，本实施例中，所述负载8为负载RL，所述负载RL的电源端与所述第三电压源1-3的输出端相接，所述电压采集电路模块2由电阻R9构成，所述电阻R9的一端与所述负载RL的电源端相接，所述电阻R9的另一端为所述电压采集电路模块2的输出端。[0037]如图2所示，本实施例中，所述A/D转换电路模块3为由依次相接的分压电路模块、比较电路模块和编码电路模块构成的并行比较型A/D转换电路模块。所述分压电路模块由电阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8构成；所述比较电路模块包括第一比较器芯片LM393、第二比较器芯片LM393、第三比较器芯片LM393和第四比较器芯片LM393，以及电阻Rcl、Rc3、Rc4、Rc5、Rc6、Rc7和Rc8 ;所述编码电路模块由编码器芯片74LS148构成；所述第一比较器芯片LM393的引脚8、第二比较器芯片LM393的引脚8、第三比较器芯片LM393的引脚8和第四比较器芯片LM393的引脚8均与所述辅助电源模块7的VDD输出端相接，所述第一比较器芯片LM393的引脚4、第二比较器芯片LM393的引脚4、第三比较器芯片LM393的引脚4和第四比较器芯片LM393的引脚4均接地，所述第一比较器芯片LM393的引脚2和引脚6、第二比较器芯片LM393的引脚2和引脚6、第三比较器芯片LM393的引脚2和引脚6以及第四比较器芯片LM393的引脚2和引脚6均与所述电压采集电路模块2的输出端相接，所述第一比较器芯片LM393的引脚3通过电阻Rl接地，所述第一比较器芯片LM393的引脚I通过电阻Rcl与所述辅助电源模块7的VCC输出端相接；所述第二比较器芯片LM393的引脚3通过电阻R2与第一比较器芯片LM393的引脚3相接，所述第二比较器芯片LM393的引脚I通过电阻Rc3与所述辅助电源模块7的VCC输出端相接；所述第三比较器芯片LM393的引脚3通过电阻R3与第二比较器芯片LM393的引脚3相接，所述第二比较器芯片LM393的引脚I通过电阻Rc5与所述辅助电源模块7的VCC输出端相接；所述第四比较器芯片LM393的引脚3通过电阻R4与第三比较器芯片LM393的引脚3相接，所述第四比较器芯片LM393的引脚I通过电阻Rc7与所述辅助电源模块7的VCC输出端相接；所述第四比较器芯片LM393的引脚5通过电阻R5与第四比较器芯片LM393的引脚3相接，所述第四比较器芯片LM393的引脚7通过电阻RcS与所述辅助电源模块7的VCC输出端相接；所述第三比较器芯片LM393的引脚5通过电阻R6与第四比较器芯片LM393的引脚5相接，所述第三比较器芯片LM393的引脚7通过电阻Rc6与所述辅助电源模块7的VCC输出端相接；所述第二比较器芯片LM393的引脚5通过电阻R7与第三比较器芯片LM393的引脚5相接且通过电阻R8与所述辅助电源模块7的VDD输出端相接，所述第二比较器芯片LM393的引脚7通过电阻Rc4与所述辅助电源模块7的VCC输出端相接；所述编码器芯片74LS148的引脚11与所述第一比较器芯片LM393的引脚I相接，所述编码器芯片74LS148的引脚12与所述第二比较器芯片LM393的引脚I相接，所述编码器芯片74LS148的引脚13与所述第三比较器芯片LM393的引脚I相接，`所述编码器芯片74LS148的引脚I与所述第四比较器芯片LM393的引脚I相接，所述编码器芯片74LS148的引脚2与所述第四比较器芯片LM393的引脚7相接，所述编码器芯片74LS148的引脚3与所述第三比较器芯片LM393的引脚7相接，所述编码器芯片74LS148的引脚4与所述第二比较器芯片LM393的引脚7相接，所述编码器芯片74LS148的引脚16与所述辅助电源模块7的VCC输出端相接，所述编码器芯片74LS148的引脚8、引脚10、引脚14和引脚15均接地，所述编码器芯片74LS148的引脚9、引脚7和引脚6分别为所述编码电路模块的第一输出端、第二输出端和第三输出端。其中，所述辅助电源模块7的VDD输出端输出的电压为12V或15V，所述辅助电源模块7的VCC输出端输出的电压为5V。构成所述分压电路模块的电阻1?1、1?2、1?3、1?4、1?5、1?6、1?7和R8将所述辅助电源模块7的VDD输出端输出的电压Vvdd分成8级，每级电平可以用I个二进制数码来表示。例如:000 代表 0V,001 代表 0.125Vvdd，010 代表 0.250Vvdd，011 代表 0.375V漏，100代表 0.500Vvdd, 101 代表 0.625Vvdd，110 代表 0.750Vvdd, 111 代表 0.875Vvdd ;第一比较器芯片LM393的引脚1、引脚2和引脚3构成的比较器为第一级比较器，第二比较器芯片LM393的引脚1、引脚2和引脚3构成的比较器为第二级比较器，第三比较器芯片LM393的引脚1、引脚2和引脚3构成的比较器为第三级比较器，第四比较器芯片LM393的引脚1、引脚2和引脚3构成的比较器为第四级比较器，第四比较器芯片LM393的引脚5、引脚6和引脚7构成的比较器为第五级比较器，第三比较器芯片LM393的引脚5、引脚6和引脚7构成的比较器为第六级比较器，第二比较器芯片LM393的引脚5、引脚6和引脚7构成的比较器为第七级比较器，电压采集电路模块2采集到的负载8所需电压同时接到七级比较器的反相输入端，而比较器的同相输入端分别接到构成所述分压电路模块的各级电压上作为比较基准电压，这样，电压采集电路模块2采集到的负载8所需电压就可以与七个基准电压同时进行比较，当电压采集电路模块2采集到的负载8所需电压高于比较基准电压时，比较器输出为0 ;反之，当电压采集电路模块2采集到的负载8所需电压低于比较基准电压时，比较器输出为I ;所述编码电路模块是一个七输入三输出的组合逻辑电路，作用是将所述比较电路模块的输出转换成二进制数。另外，所述A/D转换电路模块3也可以直接由A/D转换器集成电路芯片构成。
[0038]如图3所示，本实施例中，所述第一编码驱动电路模块4-1由第一光耦隔离芯片PC817以及电阻Ral、Ra2和Ra3构成，所述第一光耦隔离芯片PC817的引脚I与所述辅助电源模块7的VCC输出端相接，所述第一光耦隔离芯片PC817的引脚2通过电阻Ra3与所述编码电路模块的第一输出端相接，所述第一光耦隔离芯片PC817的引脚3与所述电阻Ral的一端相接，所述电阻Ral的另一端为所述第一编码驱动电路模块4-1的第一输出端，所述第一光耦隔离芯片PC817的引脚4与所述电阻Ra2的一端相接，所述电阻Ra2的另一端为所述第一编码驱动电路模块4-1的第二输出端；所述第二编码驱动电路模块4-2由第二光耦隔离芯片PC817以及电阻Rbl、Rb2和Rb3构成，所述第二光耦隔离芯片PC817的引脚I与所述辅助电源模块7的VCC输出端相接，所述第二光耦隔离芯片PC817的引脚2通过电阻Rb3与所述编码电路模块的第一输出端相接，所述第二光耦隔离芯片PC817的引脚3与所述电阻Rbl的一端相接，所述电阻Rbl的另一端为所述第二编码驱动电路模块4-2的第一输出端，所述第二光耦隔离芯片PC817的引脚4与所述电阻Rb2的一端相接，所述电阻Rb2的另一端为所述第二编码驱动电路模块4-2的第二输出端；所述第三编码驱动电路模块4-3由第三光耦隔离芯片PC817以及电阻Rdl、Rd2和Rd3构成，所述第三光耦隔离芯片PC817的引脚I与所述辅助电源模块7的VCC输出端相接，所述第三光耦隔离芯片PC817的引脚2通过电阻Rd3与所述编码电路模块的第一输出端相接，所述第三光耦隔离芯片PC817的引脚3与所述电阻Rdl的一端相接，所述电阻Rdl的另一端为所述第三编码驱动电路模块4-3的第一输出端，所述第三光耦隔离芯片PC817的引脚4与所述电阻Rd2的一端相接，所述电阻Rd2的另一端为所述第三编码驱动电路模块4-3的第二输出端。其中，当所述编码电路模块的第一输出端输出低电平时，第一光I禹隔离芯片PC817内部的发光二极管发光，输出端管脚3和管脚4间的光敏开关接通，所述第一编码驱动电路模块4-1的第一输出端和第二输出端接通；当所述编码电路模块的第一输出端输出高电平时，第一光耦隔离芯片PC817内部的发光二极管关断，输出端管脚3和管脚4间的光敏开关断开，所述第一编码驱动电路模块4-1的第一输出端和第二输出端断开；当所述编码电路模块的第二输出端输出低电平时，第二光耦隔离芯片PC817内部的发光二极管发光，输出端管脚3和管脚4间的光敏开关接通，所述第二编码驱动电路模块4-1的第一输出端和第二输出端接通；当所述编码电路模块的第二输出端输出高电平时，第二光耦隔离芯片PC817内部的发光二极管关断，输出端管脚3和管脚4间的光敏开关断开，所述第二编码驱动电路模块4-1的第一输出端和第二输出端断开；当所述编码电路模块的第三输出端输出低电平时，第三光耦隔离芯片PC817内部的发光二极管发光，输出端管脚3和管脚4间的光敏开关接通，所述第三编码驱动电路模块4-1的第一输出端和第二输出端接通；当所述编码电路模块的第二输出端输出高电平时，第三光耦隔离芯片PC817内部的发光二极管关断，输出端管脚3和管脚4间的光敏开关断开，所述第三编码驱动电路模块4-1的第一输出端和第二输出端断开。
[0039]如图3所示，本实施例中，所述第一开关控制电路模块5-1包括三极管Ql和Q2，MOS管Q3，稳压二极管Dl，以及电阻Ra4、Ra5和Ra6 ;所述三极管Q2的基极与所述第一编码驱动电路模块4-1的第一输出端相接，所述三极管Q2的集电极和电阻Ra4的一端均与所述第一编码驱动电路模块4-1的第二输出端相接，所述电阻Ra4的另一端与所述电阻Ra5的一端、电阻Ra6的一端和三极管Ql的基极相接，所述电阻Ra5的另一端和三极管Ql的发射极均与所述辅助电源模块7的VDDl输出端相接，所述三极管Ql的集电极和MOS管Q3的漏极均与所述第一电压源1-1的正极输出端相接，所述MOS管Q3的栅极和电阻Ra6的另一端均与所述稳压二极管Dl的阴极相接，所述第一电压源1-1的负极输出端、三极管Q2的发射极、稳压二极管Dl的阳极和MOS管Q3的源极均接地；所述第二开关控制电路模块5-2包括三极管Q4和Q5，MOS管Q6，稳压二极管D2，以及电阻Rb4、Rb5和Rb6 ;所述三极管Q5的基极与所述第二编码驱动电路模块4-2的第一输出端相接，所述三极管Q5的集电极和电阻Rb4的一端均与所述第二编码驱动电路模块4-2的第二输出端相接，所述电阻Rb4的另一端与所述电阻Rb5的一端、电阻Rb6的一端和三极管Q4的基极相接，所述电阻Rb5的另一端和三极管Q4的发射极均与所述辅助电源模块7的VDD2输出端相接，所述三极管Q4的集电极和MOS管Q6的漏极均与所述第二电压源1-2的正极输出端相接，所述MOS管Q6的栅极和电阻Rb6的另一端均与所述稳压二极管D2的阴极相接，所述第二电压源1-2的负极输出端、三极管Q5的发射极、稳压二极管D2的阳极和MOS管Q6的源极均接地；所述第三开关控制电路模块5-3包括三极管Q7和Q8，M0S管Q9，稳压二极管D3，以及电阻Rd4、Rd5和Rd6 ；所述三极管Q8的基极与所述第三编码驱动电路模块4-3的第一输出端相接，所述三极管Q8的集电极和电阻Rd4的一端均与所述第三编码驱动电路模块4-3的第二输出端相接，所述电阻Rd4的另一端与所述电阻Rd5的一端、电阻Rd6的一端和三极管Q7的基极相接，所述电阻Rd5的另一端和三极管Q7的发射极均与所述辅助电源模块7的VDD3输出端相接，所述三极管Q7的集电极和MOS管Q9的漏极均与所述第三电压源1-3的正极输出端相接，所述MOS管Q9的栅极和电阻Rd6的另一端均与所述稳压二极管D3的阴极相接，所述第三电压源1-3的负极输出端、三极管Q8的发射极、稳压二极管D3的阳极和MOS管Q9的源极均接地。其中，当所述第一编码驱动电路模块4-1的第一输出端和第二输出端接通时，所述第一开关控制电路模块5-1中的三极管Ql导通，MOS管Q3截止，所述第一电压源1-1与所述第二电压源1-2串联成功；当所述第一编码驱动电路模块4-1的第一输出端和第二输出端断开时，所述第一开关控制电路模块5-1中的三极管Ql截止，MOS管Q3导通，所述第一电压源1-1被旁路，不参与串联，第一电压源1-1不起作用；当所述第二编码驱动电路模块4-2的第一输出端和第二输出端接通时，所述第二开关控制电路模块5-2中的三极管Q4导通，MOS管Q6截止，所述第二电压源1-2与所述第一电压源1-1和第三电压源1-2串联成功；当所述第二编码驱动电路模块4-2的第一输出端和第二输出端断开时，所述第二开关控制电路模块5-2中的三极管Q4截止，MOS管Q6导通，所述第二电压源1_1被旁路，不参与串联，第二电压源1-2不起作用；当所述第三编码驱动电路模块4-3的第一输出端和第二输出端接通时，所述第三开关控制电路模块5-3中的三极管Q7导通，MOS管Q9截止，所述第三电压源1-3与所述第二电压源1-2串联成功；当所述第三编码驱动电路模块4-3的第一输出端和第二输出端断开时，所述第三开关控制电路模块5-3中的三极管Q7截止，MOS管Q9导通，所述第三电压源1-3被旁路，不参与串联，第三电压源1-3不起作用。
[0040]如图3所示，本实施例中，所述恒流控制电路模块6由运算放大器芯片LM358和第四光耦隔离芯片PC817，以及电阻Rel、Re2、Re3和Re4构成；所述电阻Rel串联在所述第三电压源1-3的正极输出端与负载8之间，所述运算放大器芯片LM358的引脚2与所述电阻Rel和负载8的连接端相接，所述运算放大器芯片LM358的引脚3与正比于设定电流I的参考电压U相接，所述运算放大器芯片LM358的引脚8与所述辅助电源模块7的VDD输出端相接，所述运算放大器芯片LM358的引脚4接地，所述运算放大器芯片LM358的引脚I通过电阻Re2与所述第四光耦隔离芯片PC817的引脚I相接，所述第四光耦隔离芯片PC817的引脚2接地，所述第四光耦隔离芯片PC817的引脚3通过电阻Re3与所述三极管Q8的基极相接，所述第四光耦隔离芯片PC817的引脚4通过电阻Re4与所述三极管Q8的集电极相接。其中，参考电流I即为该大电流线性恒流电源所需输出的恒定电流。当所述电阻Rel检测到的电流大于设定电流I时，所述运放芯片LM358引脚I的输出电压降低，流过第五光耦隔离芯片PC817内部的发光二极管的电流减小，从而使恒流源输出电流减小；当所述电阻Rel检测到的电流小于设定电流I时，所述运放芯片LM358引脚I的输出电压升高，流过第五光耦隔离芯片PC817内部的发光二极管的电流增大，从而使恒流源输出电流增大；如此动态调整的结果，是保证了恒流电源输出电流稳定。
[0041]本实用新型的工作原理及工作过程是:恒流控制电路模块6对多个串联的所述电压源的输出电流进行实时检测并输出给所述编码驱动电路模块4，再经过编码驱动电路模块4驱动开关控制电路模块5，控制多个串联的所述电压源输出恒定的电流，构成了大电流线性恒流电源；电压采集电路模块2对负载8所需电压进行实时采集并将所采集到的信号实时输出给A/D转换电路模块3，A/D转换电路模块3将电压信号转换为数字信号输出给编码驱动电路模块4，编码驱动电路模块4驱动开关控制电路模块5控制多个所述电压源中的一个或多个按照负载8所需电压接通，使得该大电流线性恒流电源按照负载8所需电压给负载供电，能够随时满足负载8对电源电压的需求。
[0042]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源，其特征在于:包括辅助电源模块(7)、多个串联的电压源和用于对负载(8)所需电压进行实时采集的电压采集电路模块(2)，以及与所述电压采集电路模块(2)的输出端相接的A/D转换电路模块(3)和与所述A/D转换电路模块(3)的输出端相接的编码驱动电路模块(4)，所述编码驱动电路模块(4)的输出端接有用于控制多个所述电压源中的一个或多个按照负载(8)所需电压接通的开关控制电路模块(5)，所述编码驱动电路模块(4)的数量和所述开关控制电路模块(5)的数量均与所述电压源的数量相等，多个串联的所述电压源的输出端接有恒流控制电路模块(6)，所述恒流控制电路模块(6)的输出端与所述开关控制电路模块(5)相接；所述A/D转换电路模块(3)、编码驱动电路模块(4)和恒流控制电路模块(6)均与所述辅助电源模块(7)相接，所述大电流为IOA~200A。
2.按照权利要求1所述的具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源，其特征在于:所述电压源的数量为三个且分别为依次串联的第一电压源(1-1)、第二电压源(1-2)和第三电压源(1-3)，所述编码驱动电路模块(4)的数量为三个且分别为第一编码驱动电路模块(4-1)、第二编码驱动电路模块(4-2)和第三编码驱动电路模块(4-3)，所述开关控制电路模块(5)的数量为三个且分别为第一开关控制电路模块(5-1)、第二开关控制电路模块(5-2)和第三开关控制电路模块(5-3)，所述第一编码驱动电路模块(4-1)、第一开关控制电路模块(5-1)和第一电压源(1-1)依次相接，所述第二编码驱动电路模块(4-2)、第二开关控制电路模块(5-2)和第二电压源(1-2)依次相接，所述第三编码驱动电路模块(4-3)、第三开关控制电路模块(5-3)和第三电压源(1-3)依次相接，所述恒流控制电路模块(6 )的输入端与所述第三电压源(1-3 )的输出端相接，所述恒流控制电路模块(6 )的输出端与所述第三开关控制电路模块(5-3)相接。
3.按照权利要 求2所述的具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源，其特征在于:所述负载(8)为负载RL，所述负载RL的电源端与所述第三电压源(1-3)的输出端相接，所述电压采集电路模块(2)由电阻R9构成，所述电阻R9的一端与所述负载RL的电源端相接，所述电阻R9的另一端为所述电压采集电路模块(2)的输出端。
4.按照权利要求2所述的具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源，其特征在于:所述A/D转换电路模块(3)为由依次相接的分压电路模块、比较电路模块和编码电路模块构成的并行比较型A/D转换电路模块。
5.按照权利要求4所述的具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源，其特征在于:所述分压电路模块由电阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8构成；所述比较电路模块包括第一比较器芯片LM393、第二比较器芯片LM393、第三比较器芯片LM393和第四比较器芯片LM393，以及电阻Rcl、Rc3、Rc4、Rc5、Rc6、Rc7和Rc8 ;所述编码电路模块由编码器芯片74LS148构成；所述第一比较器芯片LM393的引脚8、第二比较器芯片LM393的引脚8、第三比较器芯片LM393的引脚8和第四比较器芯片LM393的引脚8均与所述辅助电源模块(7)的VDD输出端相接，所述第一比较器芯片LM393的引脚4、第二比较器芯片LM393的引脚4、第三比较器芯片LM393的引脚4和第四比较器芯片LM393的引脚4均接地，所述第一比较器芯片LM393的引脚2和引脚6、第二比较器芯片LM393的引脚2和引脚6、第三比较器芯片LM393的引脚2和引脚6以及第四比较器芯片LM393的引脚2和引脚6均与所述电压采集电路模块(2)的输出端相接，所述第一比较器芯片LM393的引脚3通过电阻Rl接地，所述第一比较器芯片LM393的引脚I通过电阻Rcl与所述辅助电源模块(7)的VCC输出端相接；所述第二比较器芯片LM393的引脚3通过电阻R2与第一比较器芯片LM393的引脚3相接，所述第二比较器芯片LM393的引脚I通过电阻Rc3与所述辅助电源模块(7)的VCC输出端相接；所述第三比较器芯片LM393的引脚3通过电阻R3与第二比较器芯片LM393的引脚3相接，所述第二比较器芯片LM393的引脚I通过电阻Rc5与所述辅助电源模块(7)的VCC输出端相接；所述第四比较器芯片LM393的引脚3通过电阻R4与第三比较器芯片LM393的引脚3相接，所述第四比较器芯片LM393的引脚I通过电阻Rc7与所述辅助电源模块(7)的VCC输出端相接；所述第四比较器芯片LM393的引脚5通过电阻R5与第四比较器芯片LM393的引脚3相接，所述第四比较器芯片LM393的引脚7通过电阻RcS与所述辅助电源模块(7)的VCC输出端相接；所述第三比较器芯片LM393的引脚5通过电阻R6与第四比较器芯片LM393的引脚5相接，所述第三比较器芯片LM393的引脚7通过电阻Rc6与所述辅助电源模块(7)的VCC输出端相接；所述第二比较器芯片LM393的引脚5通过电阻R7与第三比较器芯片LM393的引脚5相接且通过电阻R8与所述辅助电源模块(7)的VDD输出端相接，所述第二比较器芯片LM393的引脚7通过电阻Rc4与所述辅助电源模块(7)的VCC输出端相接；所述编码器芯片74LS148的引脚11与所述第一比较器芯片LM393的引脚I相接，所述编码器芯片74LS148的引脚12与所述第二比较器芯片LM393的引脚I相接，所述编码器芯片74LS148的引脚13与所述第三比较器芯片LM393的引脚I相接，所述编码器芯片74LS148的引脚I与所述第四比较器芯片LM393的引脚I相接，所述编码器芯片74LS148的引脚2与所述第四比较器芯片LM393的引脚7相接，所述编码器芯片74LS148的引脚3与所述第三比较器芯片LM393的引脚7相接，所述编码器芯片74LS148的引脚4与所述第二比较器芯片LM393的引脚7相接，所述编码器芯片74LS148的引脚16与所述辅助电源模块(7)的VCC输出端相接，所述编码器芯片74LS148的引脚8、引脚10、引脚14和引脚15均接地，所述编码器芯片74LS148的引脚9、引脚7和引脚6分别为所述编码电路模块的第一输出端、第二输出端和第三输出端。
6.按照权利要 求5所述的具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源，其特征在于:所述第一编码驱动电路模块(4-1)由第一光I禹隔离芯片PC817以及电阻Ral、Ra2和Ra3构成，所述第一光耦隔离芯片PC817的引脚I与所述辅助电源模块(7)的VCC输出端相接，所述第一光耦隔离芯片PC817的引脚2通过电阻Ra3与所述编码电路模块的第一输出端相接，所述第一光耦隔离芯片PC817的引脚3与所述电阻Ral的一端相接，所述电阻Ral的另一端为所述第一编码驱动电路模块(4-1)的第一输出端，所述第一光耦隔离芯片PC817的引脚4与所述电阻Ra2的一端相接，所述电阻Ra2的另一端为所述第一编码驱动电路模块(4-1)的第二输出端；所述第二编码驱动电路模块(4-2)由第二光耦隔离芯片PC817以及电阻Rbl、Rb2和Rb3构成，所述第二光耦隔离芯片PC817的引脚I与所述辅助电源模块(7)的VCC输出端相接，所述第二光耦隔离芯片PC817的引脚2通过电阻Rb3与所述编码电路模块的第一输出端相接，所述第二光耦隔离芯片PC817的引脚3与所述电阻Rbl的一端相接，所述电阻Rbl的另一端为所述第二编码驱动电路模块(4-2)的第一输出端，所述第二光耦隔离芯片PC817的引脚4与所述电阻Rb2的一端相接，所述电阻Rb2的另一端为所述第二编码驱动电路模块(4-2)的第二输出端；所述第三编码驱动电路模块(4-3)由第三光耦隔离芯片PC817以及电阻Rdl、Rd2和Rd3构成，所述第三光耦隔离芯片PC817的引脚I与所述辅助电源模块(7)的VCC输出端相接，所述第三光耦隔离芯片PC817的引脚2通过电阻Rd3与所述编码电路模块的第一输出端相接，所述第三光耦隔离芯片PC817的引脚3与所述电阻Rdl的一端相接，所述电阻Rdl的另一端为所述第三编码驱动电路模块(4-3)的第一输出端，所述第三光耦隔离芯片PC817的引脚4与所述电阻Rd2的一端相接，所述电阻Rd2的另一端为所述第三编码驱动电路模块(4-3)的第二输出端。
7.按照权利要求6所述的具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源，其特征在于:所述第一开关控制电路模块(5-1)包括三极管Ql和Q2，MOS管Q3，稳压二极管D1，以及电阻Ra4、Ra5和Ra6 ;所述三极管Q2的基极与所述第一编码驱动电路模块(4_1)的第一输出端相接，所述三极管Q2的集电极和电阻Ra4的一端均与所述第一编码驱动电路模块(4-1)的第二输出端相接，所述电阻Ra4的另一端与所述电阻Ra5的一端、电阻Ra6的一端和三极管Ql的基极相接，所述电阻Ra5的另一端和三极管Ql的发射极均与所述辅助电源模块(7)的VDDl输出端相接，所述三极管Ql的集电极和MOS管Q3的漏极均与所述第一电压源(1-1)的正极输出端相接，所述MOS管Q3的栅极和电阻Ra6的另一端均与所述稳压二极管Dl的阴极相接，所述第一电压源(1-1)的负极输出端、三极管Q2的发射极、稳压二极管Dl的阳极和MOS管Q3的源极均接地；所述第二开关控制电路模块(5-2)包括三极管Q4和Q5，M0S管Q6，稳压二极管D2，以及电阻Rb4、Rb5和Rb6 ;所述三极管Q5的基极与所述第二编码驱动电路模块(4-2)的第一输出端相接，所述三极管Q5的集电极和电阻Rb4的一端均与所述第二编码驱动电路模块(4-2)的第二输出端相接，所述电阻Rb4的另一端与所述电阻Rb5的一端、电阻Rb6的一端和三极管Q4的基极相接，所述电阻Rb5的另一端和三极管Q4的发射极均与所述辅助电源模块(7)的VDD2输出端相接，所述三极管Q4的集电极和MOS管Q6的漏极均与所述第二电压源(1-2)的正极输出端相接，所述MOS管Q6的栅极和电阻Rb6的另一端均与所述稳压二极管D2的阴极相接，所述第二电压源(1-2)的负极输出端、三极管Q5的发射极、稳压二极管D2的阳极和MOS管Q6的源极均接地；所述第三开关控制电路模块(5-3)包括三极管Q7和Q8，M0S管Q9，稳压二极管D3，以及电阻Rd4、Rd5和Rd6 ；所述三极管Q8的基极与所述第三编码驱动电路模块(4-3)的第一输出端相接，所述三极管Q8的集电极和电阻Rd4的一端均与所述第三编码驱动电路模块(4-3)的第二输出端相接，所述电阻Rd4的另一端与所述 电阻Rd5的一端、电阻Rd6的一端和三极管Q7的基极相接，所述电阻Rd5的另一端和三极管Q7的发射极均与所述辅助电源模块(7)的VDD3输出端相接，所述三极管Q7的集电极和MOS管Q9的漏极均与所述第三电压源(1-3)的正极输出端相接，所述MOS管Q9的栅极和电阻Rd6的另一端均与所述稳压二极管D3的阴极相接，所述第三电压源(1-3)的负极输出端、三极管Q8的发射极、稳压二极管D3的阳极和MOS管Q9的源极均接地。
8.按照权利要求7所述的具有电压自动调节功能的大电流线性恒流电源，其特征在于:所述恒流控制电路模块(6)由运算放大器芯片LM358和第四光耦隔离芯片PC817，以及电阻Rel、Re2、Re3和Re4构成；所述电阻Rel串联在所述第三电压源(1_3)的正极输出端与负载(8)之间，所述运算放大器芯片LM358的引脚2与所述电阻Rel和负载(8)的连接端相接，所述运算放大器芯片LM358的引脚3与正比于设定电流I的参考电压U相接，所述运算放大器芯片LM358的引脚8与所述辅助电源模块(7)的VDD输出端相接，所述运算放大器芯片LM358的引脚4接地，所述运算放大器芯片LM358的引脚I通过电阻Re2与所述第四光耦隔离芯片PC817的引脚I相接，所述第四光耦隔离芯片PC817的引脚2接地，所述第四光耦隔离芯片PC817的引脚3通过电阻Re3与所述三极管Q8的基极相接，所述第四光耦隔离芯片PC817的引脚4通过电阻Re4与所述三极管Q8的集电极相接。
【文档编号】G05F1/56GK203588107SQ201320785236
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年11月30日 优先权日:2013年11月30日
【发明者】许长安 申请人:陕西泰斯康电气有限公司