专利名称：智能数控电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电源，具体地说是一种具有多种输出的智能数控的电源。
背景技术：
电源在一些学生实验和科学实验中是一种不可缺少的设备，虽然目前市场上所使用的电源的种类很多，可通过旋钮调节输出电压和输出电流，具有短路保护功能，但大部分用指针式电压表和电流表显示电压值和电流值，一些先进的用数码·管显示，显示信息量少；大部分用铁芯变压器作为电压变换器，体积大质量重；保护电路大都使用熔丝保护，更换熔丝费时费力；最主要的缺点是只能输出直流或交流，输出较为单一，如此便限制了电源的多功能性。
发明内容本实用新型电源的设计目的在于避免普通电源的单一性，而提供一种具有多种输出和更大的信息量显示的装置。采用的技术方案设备包括外壳体、电源线、插线端孔、USB插孔、电路板、LCD显示屏、按键和开关电源。电路板固定在外壳体内，开关电源固定安装在电路板上，三个插线端孔和USB插孔的导线与电路板上的输出端连接。特征在于在外壳体的前板面的左部设有电源显示窗口，可显示电压、电流、波形、频率、定时时间、短路报警等内容；在外壳体的左板面设有功能转换键、电压增大键、电压减小键、电流增大键、电流减小键、频率增大键、频率减小键、电压回零键、定时按键，每个按键下方都有导光条。电路板上包括正负电源电路、显示电路、报警电路、按键电路、D/A转换及放大电路。本设计中，以单片机为控制核心，可通过电源各功能按键实现对输出的电压、电流、输出波形，频率以及定时时间进行调节，所设定的数值显示在LCD显示屏上，对于直流电设定数值被处理后送到相应数模转换器，再经过放大并输出即可。对于方波电压、锯齿波电压和正弦交流电压单片机内存有方波电压、锯齿波电压和正弦交流电压的函数，当需要输出时，单片机直接调用其函数处理后送入相应数模转换器，再经过放大并输出，从而得到相应电压。本电源还有过载保护功能，当负载电流超过设定电流时，关闭输出，同时屏幕上出现报警符号，报警电路发出报警声，除去负载报警消失。本实用新型的有益效果在于与目前各类电源相比，不仅能够实现数字控制输出，而且能够输出方波电压、锯齿波电压、正弦交流电多种波形，另有过载报警功能，并可通过液晶屏实时显示当前电压、电流、波形、频率、短路报警、定时时间等信息，可广泛作为学生电源、科学实验电源使用。
图I为本实用新型电源的结构主视局剖示意图；[0009]图2为本实用新型电源的电原理图。
具体实施方式
参照图I对本发明作进一步描述。该智能数控电源，包括外壳体14、电源线18、正插线端孔2、中性插线端孔3、负插线端孔4、USB插孔17、电路板15、IXD显示屏I、功能转换键11、电压增大键5、电压减小键8、电流增大键6、电流减小键9、频率增大键7、频率减小键10、电压回零键12、定时按键13和电路板15。电路板固定在外壳体内，三个插线端孔和USB插孔的导线从电路板上的输出端连接，外壳体的上板面的左部的IXD显示屏1，可显示电压、电流、波形、频率、定时时间、短路报警等内容；在正插线端孔2、负插线端孔4间接线可以输出直流电压，按下电压增大键5或电压减小键8可调节输出电压的大小，按下电流增大键6或电流减小键9可调节输出电流的大小；在正插线端孔2和中性插线端孔4间接线可以输出正弦交流电、方波电压、锯齿形电压，按下频率增大键7或频率减小键10，可调节 输出频率，其输出类型可由功能转换键11得到；USB插孔17固定输出5V、500mA ;按下电压回零键12可使输出电压回零；定时按键13可定时输出，超过设定时间自动关闭输出；每个按键下方都加有导光条16。图2是该电源电气原理图，电路板上包括正负电源电路I、显示电路2、报警电路5、按键电路4、D/A转换及放大电路3。正负电源电路由电阻R4、电阻R5、稳压二极管ZD1、稳压二极管ZD2、三极管VT1、三极管VT2组成。R4的一个管脚接开关电源的正极，另一个管脚接稳压二极管ZDl的阴极，稳压二极管ZDl的阳极接三极管VTl的基极，VTl的集电极接开关电源的正极。电阻R5的一个管脚接三极管VTl的发射极，另一个管脚接稳压二极管ZD2的阴极，稳压二极管ZD2的阳极接三极管VT2的基极，VT2的集电极接VTl的发射极，VT2的发射极接电阻Rl的一端。显示电路由液晶屏LCD12864、电位器R8组成。液晶屏LCD12864的DB0 DB7对应接单片机的P3. 0 Ρ3· 7 口，Vout和CS置空，RST接单片机Ρ2. 7 口，PSB接Ρ2. 6 口，E (CSK)接 Ρ2. 5 口，R/W(SID)接 P2.4 口，RS (CS)接 P2.3 口。VDD 和 BLA 接 5V 电源，VO 接电位器调节端，BLK和VSS接地，电位器另两端，分别接地和接5V。报警电路由三极管VT3、电阻R3、蜂鸣器Buzzer组成。蜂鸣器正极接5V，负极接VT3的集电极，VT3发射机接地，电阻R7 —端接单片机P2. 2，另一端接VT3基极。当电流超过设定值后，P2. 2变为低电平，三极管VT3导通，蜂鸣器Buzzer发出声音。按键电路由按键SWl SW9组成，SWl SW7对应接单片机Pl. ΓΡ1. 7，SW8接Ρ2. 0，SW9接Ρ2. I。当有按键被按下的时候，单片机会检测到按键的数值信息。D/A转换及放大电路由D/A芯片、电阻R2、电阻R3、功率放大器OTL组成，D/A芯片的DI(TDI7脚对应接单片机PO. (ΓΡ0. 7，D/A芯片的输出脚9接功率放大器OTL的正输入端，电阻R2的一个管脚接功率放大器OTL的负输入端，另一管脚接地，电阻R3的一个管脚接功率放大器OTL的输出端，另一管脚接功率放大器OTL的负输入端。为了降低电源温度，在外壳体I内设有散热风扇。本发明的工作原理如下220V市电通过开关电源得到5V-500mA和32V-2A输出两路电压，5V用来给单片机供电和和对外5V固定输出，32V电压调节后作为输出电压。[0020]32V电压经过正负电源电路得到正负16V电压，COM端为零电位参考点，直接与中性端插孔通过导线连接；MCU通过PO 口调节D\A的电压信号，功率放大器OTL将电压信号转换成输出电压，其输出端通过导线与正插线端口 2连接。默认输出为直流电压，若要得方波电压，按下功能转换键，显示屏上显示“输出方波电压”，此时MCU的PO 口的数值会在O与[电压设定值](f是电压转换系数)之间周期性变换，从而D\A输出方波。经过功率放大器OTL变为输出电压，输出周期可 通过频率加、减键设定。若要得锯齿形电压，按下功能转换键，显示屏上显示“输出锯齿电压”，此时MCU的PO 口的数值周期性的变化前半周期P0=k*t (k是设定系数，t是时间，PO加到设定值时，时间t置零，执行后半周期)，后半周期PO= [PO的设定值]-k*t，减到零时后半周期结束。如此循环，从而D\A输出锯齿波，经过功率放大器OTL变为锯齿电压，输出周期可通过频率加、减键设定；若要得到正弦电流，按下功能转换键，显示屏上显示“输出正弦交流电”，此时MCU的PO 口的数值周期性的变化P0=A*sin (wt) +A/2 (A是设定电压，A=16V, w是角频率，t是时间，一个周期后，t回零)，从而D\A输出正弦波，经过功率放大器OTL变正弦电压，将接地口换为COM 口后输出电压变为标准正弦交流电，输出周期可通过频率加、减键设定。当电源接上负载后，电流流过电阻Rl产生压降，MCU的内部A\D将Rl两端的电压处理后显示在液晶屏上，即为电流信息。当超过设定值时，单片机做出反应，PO数值变小，输出电压降低，已达到过载保护的目的。同时液晶屏上闪烁出现“负载过大”字样。P2.2变为低电平，三极管VT3导通，蜂鸣器Buzzer发出声音，提醒使用者负载电流超过设定值。
权利要求1.一种智能数控电源，以单片机为控制核心，通过数模转换将数字量转化成模拟量，在经过功率放大得到所需电压，其特征是利用LCD显示屏作为电源显示窗口，在外壳体的左板面设有功能转换键、电压增大键、电压减小键、电流增大键、电流减小键、频率增大键、频率减小键、电压回零键、定时按键，每个按键下方都有导光条，电源内部电路板上包括正负电源电路、报警电路、按键电路、D/A转换及放大电路。
2.根据权利要求I所述的智能数控电源，其特征是电源内部无信号源，单片机内存有方波电压、锯齿波电压和正弦交流电压的函数，当需要输出时，单片机直接调用其函数处理后送入相应数模转换器，再经过放大输出，从而得到相应电压 。
专利摘要本实用新型涉及一种智能数控电源，由外壳体、电源线、插线端孔、USB插孔、电路板、LCD显示屏、按键和开关电源等组成。本电源以单片机为控制核心，单片机内存有方波电压、锯齿波电压和正弦交流电压的函数，当需要输出时，单片机直接调用其函数处理后送入相应数模转换器，再经过放大输出，得到不同的输出电压，广泛用于学生实验、科学试验，实时监控工作过程，不会因为人的误操作造成电源损坏。
文档编号H02H3/04GK202488341SQ20122008750
公开日2012年10月10日 申请日期2012年3月10日 优先权日2012年3月10日
发明者田庆华, 黄华帧, 黄晓波 申请人:德州学院