一种单向DC‑DC变换电源的装置的制作方法

本实用新型涉及一种单向DC-DC变换电源的装置，属于自动控制技术领域。

背景技术：

目前，随着电力电子技术的发展以及人们对电子产品性能需求的日益增长，在当今节能减排的大环境下，开关电源在向低功耗方向发展的同时，对开关电源效率的要求随之增高，对电流的控制要求也相应提高，因此研发各种高性能不同功率的开关电源已经成为发展趋势。但实际情况是受到各种组成电源的模块、半导体功率器件以及磁性材料的影响，均不能使开关电源的工作特性达到较为理想的水平。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种单向DC-DC变换电源的装置，通过按键设定来实现对电池的恒流充电，且能在液晶显示屏上实时显示电流值和电压值，使其转换效率高，当其充电电流超过一定范围时，将对其进行过流保护，实现了对电池充电过程的实时监测，减少了在转换过程中能量的流失。

本实用新型技术方案是：一种单向DC-DC变换电源的装置，包括采样电路I1、采样电路II2、DC-DC模块3、过流保护电路4、单片机5、液晶显示模块6、按键模块7和DA模块8；所述采样电路I1与电源输入端连接，采样电路I1、DC-DC模块3、采样电路II2依次顺序相连，采样电路I1的输出端与单片机的AD口连接，DC-DC模块3分别与过流保护电路4、DA模块8连接，DA模块8与单片机5的PWM输出口连接，采样电路II2与输出负载端连接，采样电路II2的输出端与单片机5的AD口连接，液晶显示模块6和按键模块7分别与单片机5的I/O口连接。

所述单片机5的型号为STC12C5A60S2。

所述的采样电路I1包括电流采样模块I、电阻R1、R2，采样电路II2包括电流采样模块II、电阻R3、R4；其中电流采样模块I的输入端与直流稳压电源GND端连接，输出端与电阻R2的一端连接共地，电流采样模块I的数据输出端与单片机的AD口1连接，电阻R2的另一端分别与电阻R1的一端、单片机的AD口2连接，电阻R1的另一端与直流稳压电源的VCC端、芯片LM2596的脚1连接；电流采样模块II的输入端与电阻R4的一端连接共地，输出端与电阻R5的一端连接，数据输出端与单片机的AD口3连接，电阻R4的另一端分别与电阻R3的一端、单片机的AD口4连接，电阻R3的另一端分别与电池组的正极、电感L的一端、电容C1的正极连接。

DC-DC模块3包括芯片LM2596、续流二极管D1、电感L、电容C1；其中芯片LM2596脚1与直流稳压电源VCC端、采样电路I1中的电阻R1一端连接，脚2分别与电感L一端、续流二极管D1阴极连接，续流二极管D1阳极接地，电感L另一端与电容C1的正极、采样电路II2中的电阻R3一端、电池组的正极连接，电容C1负极接地；芯片LM2596脚3接地，脚4作为反馈端通过DA模块8与单片机5的PWM输出口连接；芯片LM25965脚5与过流保护电路4的输出端连接。

所述的过流保护电路4包括运算放大器A1、A2、电阻R6、R7、R8、R9、R10、R11、电位器R12、稳压二极管D2、电压采样电阻R5；电压采样电阻R5一端与电流采样模块II连接，另一端与电池组的负极连接，电阻R6、R7一端分别接在采样电阻R5两端，同时电阻R6另一端与运算放大器A1的同向输入端连接，电阻R7另一端与运算放大器A1反向输入端连接，电阻R8作为反馈电阻与运算放大器A1同向输入端和输出端连接，运算放大器A1的输出端与电阻R9一端连接，电阻R9另一端与运算放大器A2的同向输入端连接，电阻R10一端接VCC，另一端与运算放大器A2的反向输入端连接，同时运算放大器A2的反向输入端通过电位器R12接地，运算放大器A2的输出端与电阻R11的一端连接，电阻R11另一端与稳压二极管D2的阴极连接，稳压二极管D2的阳极接地，同时电阻R11和稳压二极管D2之间接线至芯片LM2596的5脚。

本实用新型的工作原理是：

通过直流稳压电源作为输入，采样电路采样DC-DC模块3的输出电压电流，采样信号通过AD口传至单片机5，单片机5判断是否满足输出要求，可以通过按键模块7输入调整值来操控单片机5对电路输出进行调整，单片机5根据输入的调整值控制与DC-DC模块3连接的PWM口的输出，从而达到对DC-DC模块3输出电流值步进调节的作用，同时在DC-DC模块3输出端接有过流保护电路4，可防止输出电流过大而损坏电路。

具体操作步骤如下：

第一步：接通直流稳压电源；

第二步：采样电路采集到的电压电流信号在液晶显示模块6上显示，根据显示值通过按键模块7输入需要调节的电压电流值；

第三步：如果电路在实际运行过程中出现电路故障或者由于所带负载太大造成的输出电流值过大的问题，过流保护电路4切断输入，同时液晶显示模块6显示处于过流保护状态；

第四步：电路在持续稳定的安全运行电流下对电池进行充电，当单片机5的AD口4检测到的采样电压达到额定值时，单片机5将该检测值与额定值进行比较后，输出相应的PWM波经DA模块8转换后反馈到DC-DC模块3，DC-DC模块3停止输出电压信号，电路停止充电；

第五步：当充电完成时断开直流电源，充电完成。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种单向DC-DC变换电源的装置，通过按键设定来实现对电池的恒流充电，且能在液晶显示屏上实时显示电流值和电压值，使其转换效率高，当其充电电流超过一定范围时，将对其进行过流保护，实现了对电池充电过程的实时监测，减少了在转换过程中能量的流失。同时，结构简单，容易操作。

附图说明

图1为本实用新型的功能结构示意框图；

图2为本实用新型的功能结构电路图；

图3为本实用新型的过流保护电路图。

图1-3中各标号：1-采样电路I 、2-采样电路II、3-DC-DC模块、4-过流保护电路、5-单片机、6-液晶显示模块、7-按键模块、8-DA模块、R1～R11-电阻、D1～D2-续流二极管、L-电感、C1-电容、A1～A2-运算放大器、R12-电位器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。

实施例1：如图1-3所示，一种单向DC-DC变换电源的装置，包括采样电路I1、采样电路II2、DC-DC模块3、过流保护电路4、单片机5、液晶显示模块6、按键模块7和DA模块8；所述采样电路I1与电源输入端连接，采样电路I1、DC-DC模块3、采样电路II2依次顺序相连，采样电路I1的输出端与单片机的AD口连接，DC-DC模块3分别与过流保护电路4、DA模块8连接，DA模块8与单片机5的PWM输出口连接，采样电路II2与输出负载端连接，采样电路II2的输出端与单片机5的AD口连接，液晶显示模块6和按键模块7分别与单片机5的I/O口连接。

所述单片机5的型号为STC12C5A60S2。

实施例2：如图1-3所示，一种单向DC-DC变换电源的装置，包括采样电路I1、采样电路II2、DC-DC模块3、过流保护电路4、单片机5、液晶显示模块6、按键模块7和DA模块8；所述采样电路I1与电源输入端连接，采样电路I1、DC-DC模块3、采样电路II2依次顺序相连，采样电路I1的输出端与单片机的AD口连接，DC-DC模块3分别与过流保护电路4、DA模块8连接，DA模块8与单片机5的PWM输出口连接，采样电路II2与输出负载端连接，采样电路II2的输出端与单片机5的AD口连接，液晶显示模块6和按键模块7分别与单片机5的I/O口连接。

所述单片机5的型号为STC12C5A60S2。

所述的采样电路I1包括电流采样模块I、电阻R1、R2，采样电路II2包括电流采样模块II、电阻R3、R4；其中电流采样模块I的输入端与直流稳压电源GND端连接，输出端与电阻R2的一端连接共地，电流采样模块I的数据输出端与单片机的AD口1连接，电阻R2的另一端分别与电阻R1的一端、单片机的AD口2连接，电阻R1的另一端与直流稳压电源的VCC端、芯片LM2596的脚1连接；电流采样模块II的输入端与电阻R4的一端连接共地，输出端与电阻R5的一端连接，数据输出端与单片机的AD口3连接，电阻R4的另一端分别与电阻R3的一端、单片机的AD口4连接，电阻R3的另一端分别与电池组的正极、电感L的一端、电容C1的正极连接。

实施例3：如图1-3所示，一种单向DC-DC变换电源的装置，包括采样电路I1、采样电路II2、DC-DC模块3、过流保护电路4、单片机5、液晶显示模块6、按键模块7和DA模块8；所述采样电路I1与电源输入端连接，采样电路I1、DC-DC模块3、采样电路II2依次顺序相连，采样电路I1的输出端与单片机的AD口连接，DC-DC模块3分别与过流保护电路4、DA模块8连接，DA模块8与单片机5的PWM输出口连接，采样电路II2与输出负载端连接，采样电路II2的输出端与单片机5的AD口连接，液晶显示模块6和按键模块7分别与单片机5的I/O口连接。

所述单片机5的型号为STC12C5A60S2。

所述的采样电路I1包括电流采样模块I、电阻R1、R2，采样电路II2包括电流采样模块II、电阻R3、R4；其中电流采样模块I的输入端与直流稳压电源GND端连接，输出端与电阻R2的一端连接共地，电流采样模块I的数据输出端与单片机的AD口1连接，电阻R2的另一端分别与电阻R1的一端、单片机的AD口2连接，电阻R1的另一端与直流稳压电源的VCC端、芯片LM2596的脚1连接；电流采样模块II的输入端与电阻R4的一端连接共地，输出端与电阻R5的一端连接，数据输出端与单片机的AD口3连接，电阻R4的另一端分别与电阻R3的一端、单片机的AD口4连接，电阻R3的另一端分别与电池组的正极、电感L的一端、电容C1的正极连接。

DC-DC模块3包括芯片LM2596、续流二极管D1、电感L、电容C1；其中芯片LM2596脚1与直流稳压电源VCC端、采样电路I1中的电阻R1一端连接，脚2分别与电感L一端、续流二极管D1阴极连接，续流二极管D1阳极接地，电感L另一端与电容C1的正极、采样电路II2中的电阻R3一端、电池组的正极连接，电容C1负极接地；芯片LM2596脚3接地，脚4作为反馈端通过DA模块8与单片机5的PWM输出口连接；芯片LM25965脚5与过流保护电路4的输出端连接。

实施例4：如图1-3所示，一种单向DC-DC变换电源的装置，包括采样电路I1、采样电路II2、DC-DC模块3、过流保护电路4、单片机5、液晶显示模块6、按键模块7和DA模块8；所述采样电路I1与电源输入端连接，采样电路I1、DC-DC模块3、采样电路II2依次顺序相连，采样电路I1的输出端与单片机的AD口连接，DC-DC模块3分别与过流保护电路4、DA模块8连接，DA模块8与单片机5的PWM输出口连接，采样电路II2与输出负载端连接，采样电路II2的输出端与单片机5的AD口连接，液晶显示模块6和按键模块7分别与单片机5的I/O口连接。

所述单片机5的型号为STC12C5A60S2。

所述的采样电路I1包括电流采样模块I、电阻R1、R2，采样电路II2包括电流采样模块II、电阻R3、R4；其中电流采样模块I的输入端与直流稳压电源GND端连接，输出端与电阻R2的一端连接共地，电流采样模块I的数据输出端与单片机的AD口1连接，电阻R2的另一端分别与电阻R1的一端、单片机的AD口2连接，电阻R1的另一端与直流稳压电源的VCC端、芯片LM2596的脚1连接；电流采样模块II的输入端与电阻R4的一端连接共地，输出端与电阻R5的一端连接，数据输出端与单片机的AD口3连接，电阻R4的另一端分别与电阻R3的一端、单片机的AD口4连接，电阻R3的另一端分别与电池组的正极、电感L的一端、电容C1的正极连接。

DC-DC模块3包括芯片LM2596、续流二极管D1、电感L、电容C1；其中芯片LM2596脚1与直流稳压电源VCC端、采样电路I1中的电阻R1一端连接，脚2分别与电感L一端、续流二极管D1阴极连接，续流二极管D1阳极接地，电感L另一端与电容C1的正极、采样电路II2中的电阻R3一端、电池组的正极连接，电容C1负极接地；芯片LM2596脚3接地，脚4作为反馈端通过DA模块8与单片机5的PWM输出口连接；芯片LM25965脚5与过流保护电路4的输出端连接。

所述的过流保护电路4包括运算放大器A1、A2、电阻R6、R7、R8、R9、R10、R11、电位器R12、稳压二极管D2、电压采样电阻R5；电压采样电阻R5一端与电流采样模块II连接，另一端与电池组的负极连接，电阻R6、R7一端分别接在采样电阻R5两端，同时电阻R6另一端与运算放大器A1的同向输入端连接，电阻R7另一端与运算放大器A1反向输入端连接，电阻R8作为反馈电阻与运算放大器A1同向输入端和输出端连接，运算放大器A1的输出端与电阻R9一端连接，电阻R9另一端与运算放大器A2的同向输入端连接，电阻R10一端接VCC，另一端与运算放大器A2的反向输入端连接，同时运算放大器A2的反向输入端通过电位器R12接地，运算放大器A2的输出端与电阻R11的一端连接，电阻R11另一端与稳压二极管D2的阴极连接，稳压二极管D2的阳极接地，同时电阻R11和稳压二极管D2之间接线至芯片LM2596的5脚。

上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。