一种智能高精度可调多路输出电源电路的制作方法

文档序号:15317800发布日期:2018-09-01 00:09阅读:713来源:国知局

本实用新型涉及一种电源电路,尤其涉及一种智能高精度可调多路输出电源电路。



背景技术:

随着电子市场的不断发展,各类用电设备越来越多,对电源的要求也越来越高。目前,电源用途单一、输出电压、电流精度不稳定、抗干扰能力差,单路输出电流、电压值已经不能满足日益发展的技术需求。市场上的电源都是根据某种具体用电设备设计的,这样浪费了大量的资源。在这个讲究资源合理利用和低碳生活的时代,开发一种高精度可调多路输出的电源将会解决很多难题。



技术实现要素:

为解决现有技术中的问题,本实用新型提供一种智能高精度可调多路输出电源电路,每路电源独立输出,从而实现电源的多用途。

本实用新型包括整流模块、电源模块、预稳调整模块、用于驱动预稳调整模块的驱动模块、线性调整模块、用于驱动线性调整模块的驱动控制模块、多路电源输出模块、控制模块,其中,市电分别经整流模块、预稳调整模块、线性调整模块调整后,通过多路电源输出模块输出,所述电源模块输入端与市电相连,输出端与控制模块相连,所述控制模块分别与驱动模块和驱动控制模块相连,所述线性调整模块包括多路线性调整单元,所述多路电源输出模块包括多路电压输出单元,所述线性调整单元分别与一路电压输出单元相连。

本实用新型作进一步改进,还包括用于检测每路输出电流的电流检测模块,设置在所述线性调整模块和多路电源输出模块之间,所述电流检测模块与驱动控制模块相连。

本实用新型作进一步改进,还包括用于检测每路输出电压的电压检测模块,所述电压检测电路分别与多路电源输出模块和控制模块相连。

本实用新型作进一步改进,还包括报警模块,所述报警模块输入端与电流检测模块和/或电压检测模块相连,所述报警模块输出端与控制模块相连。

本实用新型作进一步改进,所述报警模块包括比较器和报警器,当检测的信号比基准信号高时,所述比较器输出为1,并将信号发送给控制系统,报警器报警,否则,比较器输出为0。

本实用新型作进一步改进,还包括滤波模块,所述滤波模块设置在预稳调整模块和线性调整模块之间。

本实用新型作进一步改进,所述整流模块为将交流电转化为直流电的整流器。

本实用新型作进一步改进,所述整流模块还包括隔离市电的隔离变压器。

本实用新型作进一步改进,所述隔离变压器采用次级和地之间没有电位差的1:1隔离变压器。

本实用新型作进一步改进,所述控制模块为可编程的MCU微控制器,包括ARM处理器、晶振电路和复位电路,所述晶振电路和复位电路分别与ARM处理器相连。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:能够输出多路电源电压,满足不同用电设备的需求;采用控制模块作为多路电源核心,充分利用了单片机的高速,高精度,指令丰富等优越性能,每组能够单独输出信号、单独输出电压电流控制,使输出电压电流实现了智能化,具有准确度高、性能稳定可靠、体积小、电压和电流调节宽等优点。

附图说明

图1为本实用新型一实施例结构示意图;

图2为隔离变压器工作原理图;

图3为预稳调整模块电路原理图;

图4为线性调整模块中一路线性调整单元电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。

本实用新型高精度可调多路输出电源,每路独立从而实现电源的多用途,不仅能够减少日益严峻的环境污染问题,还能够为消费者减轻经济负担,使各种资源得到充分的利用。

如图1所示,本实用新型包括整流模块、电源模块、预稳调整模块、用于驱动预稳调整模块的驱动模块、线性调整模块、用于驱动线性调整模块的驱动控制模块、多路电源输出模块、控制模块,其中,市电分别经整流模块、预稳调整模块、线性调整模块调整后,通过多路电源输出模块输出,所述电源模块输入端与市电相连,输出端与控制模块相连,所述控制模块分别与驱动模块和驱动控制模块相连,所述线性调整模块包括多路线性调整单元,所述多路电源输出模块包括多路电压输出单元,所述线性调整单元分别与一路电压输出单元相连。本例设有4路电压输出单元,同样的,所述线性调整单元也为4路。

下面分别对各个模块进行说明。

电源模块:作为本电源电路的工作电源及基准电压源,由市电输入90-264V AC,转变为直流+12V、+5V、+3.3V等。其中,本例通过变压器变频降压后,输出稳定的电源电压+12V,给驱动模块、驱动控制模块和预稳调整模块供电。

整流模块:把市电的交流电转化成直流电输出,其中,本例的整流模块还包括隔离市电的隔离变压器,优选地,如图2所示,所述隔离变压器采用次级和地之间没有电位差的1:1隔离变压器,目的在于减小市电中的各种干扰,同时由于隔离变压器次级与地之间没有电位差,用起来十分安全。

预稳调整模块:将直流电通过升压稳压电路把电压稳定在DC 380V。

驱动模块:接收控制模块的控制信号,自举放大驱动信号,与MOS管相连,驱动所述预稳调整模块。

线性调整模块:本例设有4路线性调整单元,每路分别单独接收驱动控制模块的信号,本例的PWM驱动信号可以从0--90%展开,从而实现输出的电压、电流线性可调。

驱动控制模块:接收控制模块的控制信号,自举放大驱动信号,与MOS管相连,驱动所述线性调整模块。

控制模块:是整个电源电路的多路电源控制核心,所述控制模块为可编程的MCU微控制器((Microcontroller Unit;微控制单元),包括ARM处理器、晶振电路和复位电路,所述晶振电路和复位电路分别与ARM处理器相连。

本例可编程的MCU微控制器(ST32)的工作电压+5V和+3.3V由电源模块提供,电压检测模块的取样电信号送到MCU微控制器(ST32)分析处理,MCU微控制器(ST32)经分析处理后视电压、电流大小及时准确作出反映:依次为:①直接由线性调整模块作出补偿,②经驱动控制模块调节电压输出,③经驱动模块调节电压输出。由于MCU微控制器(ST32)反映速度快,响应时间短,所以在短时间内就可以实现输出电压、电流平衡。

本例采用微控制器作为多路电源核心,充分利用了该单片机的高速,高精度,指令丰富等优越性能,每组能够单独输出信号、单独输出电压电流控制使输出电压电流实现了智能化,具有准确度高、性能稳定可靠、体积小、电压和电流调节宽等优点。

此外,本例还包括滤波模块,所述滤波模块设置在预稳调整模块和线性调整模块之间。用于通过电容电阻进行滤波。

为了提高本例的稳定性,本例电源电路还包括用于检测每路输出电流的电流检测模块,设置在所述线性调整模块和多路电源输出模块之间,所述电流检测模块与驱动控制模块相连,以便及时准确地将电流变化反馈到驱动控制电路。

本例还包括用于检测每路输出电压的电压检测模块,所述电压检测电路分别与多路电源输出模块和控制模块相连,检测输出电压变化,通过A/D(模数转换)进行转化,传给MCU微控制器。

为了对整个电源电路的过流过压等进行保护,本例电源电路还包括报警模块,所述报警模块输入端与电流检测模块和/或电压检测模块相连,所述报警模块输出端与控制模块相连。当过电压,过电流或是温度太高时,报警电路都会做出不同反应,同时把报警信号发送给MCU微控制器(ST32),MCU微控制器(ST32)做出中断反映,电源停止工作。

所述报警模块采用数字比较的方法,包括比较器和报警器,当检测的信号比基准信号高时,所述比较器输出为1,并将信号发送给控制系统,报警器报警,否则,比较器输出为0。以电压为例,报警的基准电压由输出电压(MCU微控制器ST32设置)为比较基准电压,当检测到的电压信号比基准电压高时,比较器输出为1(反之输出为0),同时报警模块把信号发送给MCU微控制器(ST32),MCU微控制器(ST32)收到中断信号后作出反应,电源停止工作。本例的报警器可以为指示灯或者蜂鸣器等声光电报警装置。

如图3所示,市电经隔离变压器减燥整流后,进入预稳调整模块,本模块的工作原理为:

MCU微控制器接收到输出电压电流的信号,输出合适的PWM脉宽驱动,驱动板上的驱动模块电路,从而控制MOS管Q1,输出所需要的电压、电流,从而保持系统的稳定。具体工作如下:

MCU微控制器发出PWM信号,驱动驱动板信号进行放大,控制MOS管Q1导通时,由于二极管D1不能反向导能,电能经由电感L1、MOS管Q1形成回路,电流在电感中块转化为磁能贮存;MOS管Q1关断时,电感L1中的磁能转化为电能在电感L1端左负右正,此电压叠加有输入两端,经由二极管D1、电容C2、负载形成回路,完成升压功能,电容C2两端电压稳定在380V,可以给负载持续供电。

其中热敏电阻TH1、二极管D2起动瞬间防止浪涌电流过大,电容C1作用为滤波。

如图4所示,本例对控制调整后的电压进行滤波处理后,进入包括4路结构相同的线性调整单元的线性调整模块,图4为其中一路线性调整单元的部分,其中,Vi1接上级电路输出,Vi2是驱动控制电路提供的基准电压,U1A、U1B为电压跟随器,输入、输出电压保持不变,输入阻抗很大,输出阻抗很小,防止信号产生干拢。U1C为放大器,其中Rw为可调电阻,改变RW阻值可以改变输出电压,V+、V-为输出电压,U1D为比较器,当输出电压V+、V-的电压高于输出设置电压,调试RW电阻无效。由于有4路输出,所以需要有4个以上的线性调整单元独立工作,然后经过电流检测模块输出电压。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式,并非以此限定本实用新型的具体实施范围,本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式,凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

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