一种可调直流电源的制作方法

1.本实用新型涉及电源技术领域，特别是涉及一种可调直流电源。


背景技术：

2.现有可调直流电源为市电经过工频变压器降压后经整流电路整流为直流电压，再经过调压调流电路进行稳压输出，工频变压器的使用会导致可调直流电源体积较大、重量较重，且在市电电压固定的情况下，若要对工频变压器的输出电压进行调节需要改变变压器匝比，而一个变压器往往仅能设置几组变压器匝比，使得工频变压器的输出电压能调节的范围十分有限，导致市电经工频变压器降压后再经整流电路整流输出的直流电压与实际需输出电压的压差较大，导致调压调流电路损耗较大，对散热条件要求较高。


技术实现要素：

3.本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种可调直流电源。
4.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种可调直流电源，包括ac/dc变换器、调压调流电路、变换器控制电路、主控电路、第一驱动电路、第二驱动电路、电压调制电路、电流调制电路、第一电压采样电路、第二电压采样电路、电流采样电路、电压电流设置模块和为各电路模块供电的电源模块，所述ac/dc变换器的输出端与调压调流电路的输入端连接，所述变换器控制电路通过第一驱动电路与ac/dc变换器连接，所述ac/dc变换器的输出端通过第一电压采样电路与变换器控制电路连接，所述电压调制电路分别与主控电路、第二电压采样电路和第二驱动电路连接，所述电流调制电路分别与主控电路、电流采样电路和第二驱动电路连接，所述第二驱动电路与调压调流电路连接，所述第二电压采样电路分别与调压调流电路的输出端和主控电路连接，所述电流采样电路分别与调压调流电路的输出端和主控电路连接，所述主控电路分别与电压电流设置模块和变换器控制电路连接。
5.优选的，所述ac/dc变换器包括依次连接的全桥整流电路、半桥转换电路、高频隔离降压电路和全波整流电路，所述全桥整流电路的输入端与交流输入电源连接，所述全波整流电路的输出端与调压调流电路的输入端连接，所述第一驱动电路与所述半桥转换电路连接。
6.优选的，所述ac/dc变换器还包括滤波电路，所述全桥整流电路的输入端通过所述滤波电路与交流输入电源连接。
7.优选的，还包括第一零偏调整电路和第二零偏调整电路，所述电压调制电路通过所述第一零偏调整电路与所述第二驱动电路连接，所述电流调制电路通过所述第二零偏调整电路与所述第二驱动电路连接。
8.优选的，所述第一零偏调整电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻的第一端与所述电压调制电路的输出端连接，所述第二电阻的第一端与所述电源模块连接，所述第三电阻的第一端与信号地连接，所述第一电阻的第二端、第二电阻的第二端和第
三电阻的第二端分别与所述第二驱动电路的第一输入端连接；
9.所述第二零偏调整电路包括第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第四电阻的第一端与所述电流调制电路的输出端连接，所述第五电阻的第一端与所述电源模块连接，所述第六电阻的第一端与信号地连接，所述第四电阻的第二端、第五电阻的第二端和第六电阻的第二端分别与所述第二驱动电路的第二输入端连接。
10.优选的，还包括隔离电路，所述变换器控制电路通过所述隔离电路与所述第一驱动电路连接。
11.优选的，还包括lcd显示单元，所述lcd显示单元与所述主控电路连接。
12.优选的，还包括第一数模转换电路和第二数模转换电路，所述电压调制电路通过所述第一数模转换电路与所述主控电路连接，所述电流调制电路通过所述第二数模转换电路与所述主控电路连接。
13.优选的，所述电压电流设置模块包括按键模块、触屏模块及通讯模块中的至少任一种，通讯模块包括usb通讯模块、无线通讯模块和串口通讯模块中的至少任一种。
14.优选的，所述电源模块包括整流模块和dc/dc降压模块，所述整流模块的输入端与交流输入电源连接，所述整流模块的输出端与所述dc/dc降压模块的输入端连接。
15.相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
16.本实用新型采用ac/dc变换器进行整流及降压，ac/dc变换器的体积小、重量轻，ac/dc变换器的输出电压能够根据可调直流电源的实际需输出电压实时调整，调节范围广，能够减小ac/dc变换器的输出电压与可调直流电源实际需输出电压的压差，从而降低调压调流电路的损耗。
附图说明
17.图1是本实用新型的电路框图；
18.图2是本实用新型主控电路的电路原理图；
19.图3是本实用新型变换器控制电路的电路原理图；
20.图4是本实用新型滤波电路和全桥整流电路的电路原理图；
21.图5是本实用新型半桥转换电路、高频隔离降压电路和全波整流电路的电路原理图；
22.图6是本实用新型调压调流电路的电路原理图；
23.图7是本实用新型隔离电路和第一驱动电路的电路原理图；
24.图8是本实用新型第二驱动电路的电路原理图；
25.图9是本实用新型电压调制电路的电路原理图；
26.图10是本实用新型电流调制电路的电路原理图；
27.图11是本实用新型第一电压采样电路的电路原理图；
28.图12是本实用新型第二电压采样电路的电路原理图；
29.图13是本实用新型电流采样电路的电路原理图；
30.图14是本实用新型第一零偏调整电路的电路原理图；
31.图15是本实用新型第二零偏调整电路的电路原理图；
32.图16是本实用新型第一数模转换电路的电路原理图；
33.图17是本实用新型第二数模转换电路的电路原理图。
具体实施方式
34.以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种可调直流电源不局限于实施例。
35.实施例，请参见图1至图17所示，本实用新型的一种可调直流电源，包括ac/dc变换器11、调压调流电路12、变换器控制电路13、主控电路14、第一驱动电路15、第二驱动电路16、电压调制电路17、电流调制电路18、第一电压采样电路19、第二电压采样电路20、电流采样电路21、电压电流设置模块22和电源模块23，ac/dc变换器11的输入端与交流输入电源连接，ac/dc变换器11的输出端与调压调流电路12的输入端连接，调压调流电路12的输出端即为可调直流电源的输出端，变换器控制电路13通过第一驱动电路15与ac/dc变换器11连接，ac/dc变换器11的输出端通过第一电压采样电路19与变换器控制电路13连接，第一电压采样电路19用于采集ac/dc变换器11的输出电压并将采集到的电压值(下文中，将第一电压采样电路19采集到的电压值称为第一电压采样值)反馈至变换器控制电路13，电压调制电路17分别与主控电路14、第二电压采样电路20和第二驱动电路16连接，电流调制电路18分别与主控电路14、电流采样电路21和第二驱动电路16连接，第二驱动电路16与调压调流电路12连接，第二电压采样电路20分别与调压调流电路12的输出端和主控电路14连接，第二电压采样电路20用于采集调压调流电路12的输出电压并将采集到的电压值(下文中，将第二电压采样电路20采集到的电压值称为第二电压采样值)反馈至电压调制电路17和主控电路14，电流采样电路21分别与调压调流电路12的输出端和主控电路14连接，电流采样电路21用于采集调压调流电路12的输出电流并将采集到的电流值(下文中，将电流采样电路21采集到的电流值称为输出电流采样值)反馈至电流调制电路18和主控电路14，主控电路14分别与电压电流设置模块22和变换器控制电路13连接，电压电流设置模块22用于设置可调直流电源的输出电压设置值和输出电流设置值，电源模块23为各电路模块供电。
36.具体地，本实施例中，ac/dc变换器为高频变换器，交流输入电源为220v市电，用户通过电压电流设置模块22设置可调直流电源的输出电压设置值和输出电流设置值，电压电流设置模块22将接收到的输出电压设置值和输出电流设置值发送至主控电路14，主控电路14将输出电压设置值发送至电压调制电路17和变换器控制电路13，并将输出电流设置值发送至电流调制电路18；变换器控制电路13根据接收到的输出电压设置值，通过第一驱动电路15对ac/dc变换器11进行输出控制，并使ac/dc变换器11的输出电压值大于输出电压设置值，本实施例中设置为ac/dc变换器11的输出电压值比输出电压设置值大1v左右，同时，变换器控制电路13根据接收到的第一电压采样值形成闭环反馈控制，以保证ac/dc变换器11输出电压的准确性；电压调制电路17和电流调制电路18均通过第二驱动电路16对调压调流电路12进行输出控制，电压调制电路17将输出电压设置值与第二电压采样值进行比较，根据比较结果生成相应的电压调制信号，并将该电压调制信号发送至第二驱动电路16，同时，电流调制电路18将输出电流设置值与输出电流采样值进行比较，根据比较结果生成相应的电流调制信号，并将该电流调制信号发送至第二驱动电路16，第二驱动电路16根据接收到的电压调制信号和电流调制信号生成相应的驱动信号并将该驱动信号发送至调压调流电路12，以对调压调流电路12进行输出控制，使调压调流电路12实际的输出电压值(即第二电
压采样值)与输出电压设置值一致，并使调压调流电路12实际的输出电流值(即输出电流采样值)与输出电流设置值一致。
37.请参见图1、图4和图5所示，本实施例中，ac/dc变换器11包括依次连接的全桥整流电路112、半桥转换电路113、高频隔离降压电路114和全波整流电路115，全桥整流电路112的输入端与市电连接，全波整流电路115的输出端与调压调流电路12的输入端连接，第一驱动电路15的输出端与半桥转换电路113连接，全桥整流电路112用于将交流电压转换为直流电压，半桥转换电路113用于将全桥整流电路112输出的直流电压转换成交变电压，高频隔离降压电路114用于实现交变电压的隔离传输以及降压，全波整流电路115用于将交变电压转换为直流电压。
38.请参见图1和图4所示，本实施例中，ac/dc变换器11还包括滤波电路111，全桥整流电路112的输入端通过滤波电路111与市电连接，通过滤波电路111对交流输入电源进行滤波，可提高可调直流电源的抗干扰能力。
39.请参见图1所示，本实施例中，电源模块23包括整流模块231和dc/dc降压模块232，整流模块231的输入端与市电连接，整流模块231的输出端与dc/dc降压模块232的输入端连接，dc/dc降压模块232的输出端分别与变换器控制电路13和主控电路14连接。
40.请参见图1、图14及图15所示，本实施例中，还包括第一零偏调整电路24和第二零偏调整电路25，电压调制电路17通过第一零偏调整电路24与第二驱动电路16连接，电流调制电路18通过第二零偏调整电路25与第二驱动电路16连接。由于电压调制电路17存在零偏问题，本实施例通过在电压调制电路17和第二驱动电路16之间设置第一零偏调整电路24，对电压调制电路17的输出零偏进行调整，使得当用户设置的输出电压设置值较小时，可调直流电源能够准确输出电压(即可调直流电源实际的输出电压值与输出电压设置值一致)；由于电流调制电路18也存在零偏问题，故本实施例通过在电流调制电路18和第二驱动电路16之间设置第二零偏调整电路25，对电流调制电路18的输出零偏进行调整，使得当用户设置的输出电流设置值较小时，可调直流电源能够准确输出电流(即可调直流电源实际的输出电流值与输出电流设置值一致)。
41.具体地，本实施例中，请参见图14所示，第一零偏调整电路24包括第一电阻r42、第二电阻r48和第三电阻r43，第一电阻r42的第一端与电压调制电路17的输出端连接，第二电阻r48的第一端与dc/dc降压模块232的输出端连接，第三电阻r43的第一端与信号地连接，第一电阻r42的第二端、第二电阻r48的第二端和第三电阻r43的第二端分别与第二驱动电路16的第一输入端连接；请参见图15所示，第二零偏调整电路25包括第四电阻r72、第五电阻r78和第六电阻r47，第四电阻r72的第一端与电流调制电路18的输出端连接，第五电阻r78的第一端与dc/dc降压模块232的输出端连接，第六电阻r47的第一端与信号地连接，第四电阻r72的第二端、第五电阻r78的第二端和第六电阻r47的第二端分别与第二驱动电路16的第二输入端连接。
42.请参见图1所示，本实施例中，还包括隔离电路26，变换器控制电路13通过隔离电路26与第一驱动电路15连接，本实施例通过在变换器控制电路13和第一驱动电路15之间设置隔离电路26，能够避免交流输入电源侧对变换器控制电路13形成干扰。请参见图7所示，图7示出了隔离电路26和第一驱动电路15的电路原理图。
43.请参见图1所示，本实施例中，还包括lcd显示单元27，lcd显示单元27与主控电路
14连接，lcd显示单元27用于显示调压调流电路12实际的输出电压值和输出电流值。
44.请参见图1所示，本实施例中，还包括第一数模转换电路28和第二数模转换电路29，电压调制电路17通过第一数模转换电路28与主控电路14连接，电流调制电路18通过第二数模转换电路29与主控电路14连接，主控电路14以数字信号的形式将输出电压设置值发送至第一数模转换电路28，第一数模转换电路28将接收到的数字信号转换成模拟信号后发送至电压调制电路17，主控电路14以数字信号的形式将输出电流设置值发送至第二数模转换电路29，第二数模转换电路29将接收到的数字信号转换成模拟信号后发送至电流调制电路18。请参见图16至图17所示，图16中示出了第一数模转换电路28的电路原理图，图17中示出了第二数模转换电路29的电路原理图。
45.请参见图1所示，本实施例中，电压电流设置模块22包括按键模块221和通讯模块222，通讯模块222与pc端连接，用户通过pc端设置可调直流电源的输出电压设置值和输出电流设置值，通讯模块222包括usb通讯模块2221和无线通讯模块2222，usb通讯模块2221通过usb通讯线与pc端连接，无线通讯模块2222与pc端无线通讯连接。
46.请参见图2所示，本实施例中，主控电路14包括主控芯片ic5，所述主控芯片ic5的型号为gd32f103cbt6，主控芯片ic5包括48个引脚，各引脚的相应英文标注如图2所示。结合图1中的连接关系，第二电压采样电路20的输出端与图2中主控芯片ic5的引脚13连接，电流采样电路21的输出端与图2中主控芯片ic5的引脚12连接，第一数模转换电路28的输入端与图2中主控芯片ic5的引脚16连接，第二数模转换电路29与图2中主控芯片ic5的引脚17连接，lcd显示单元27与图2中主控芯片ic5的引脚2、3、4、18、19、21、22、45、46及25至28连接，按键模块221与图2中主控芯片ic5的引脚29、34及37至43连接，usb通讯模块2221与图2中主控芯片ic5的引脚32和33连接，无线通讯模块2222与图2中主控芯片ic5的引脚30和31连接。
47.请参见图3所示，本实施例中，变换器控制电路13包括控制芯片ic7，控制芯片ic7的型号为stm32f030f4p6，控制芯片ic7包括20个引脚，各引脚的相应英文标注如图3所示。结合图1中的连接关系，隔离电路26的输入端与图3中控制芯片ic7的引脚17、18连接，第一电压采样电路19的输出端与图3中控制芯片ic7的引脚14连接，图3中控制芯片ic7的引脚8和9分别与图2中主控芯片ic5的引脚14和15连接。
48.由上述对本实用新型的描述可知，相较于现有技术，本实用新型采用ac/dc变换器进行整流及降压，ac/dc变换器的体积小、重量轻，ac/dc变换器的输出电压能够根据可调直流电源的实际需输出电压(即用户通过电压电流设置模块设置的输出电压设置值)实时调整，调节范围广，能够减小ac/dc变换器的输出电压与可调直流电源实际需输出电压的压差，从而降低调压调流电路的损耗。
49.上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种可调直流电源，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。