一种双极性跟踪可调直流电源制造技术

本实用新型专利技术涉及直流电源技术，具体涉及一种双极性跟踪可调直流电源，包括系统交流输入端，系统正、负电压输出端和系统地，还包括整流电路、场效应管电路、反馈电路、电压电流采样电路、控制系统、辅助电源电路和过流保护电路；所述的整流电路、场效应管电路串联连接在系统交流输入端，场效应管电路的输出连接在系统正负电压输出端与系统地之间；反馈电路分别连接场效应管电路、控制系统；电压电流采样电路分别连接控制系统、系统正负电压输出端；辅助电源系统分别连接整流电路、反馈电路、电压电流采样电路、控制系统和过流保护系统；过流保护系统连接系统交流输入端。该直流电源整体性能优越，功能齐全，工作稳定，结构小巧，人机交互友好。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于直流电源
，尤其涉及一种双极性跟踪可调直流电源。
技术介绍
由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，而其中多数要求提供稳定的直流电压或电流。直流电源可以用来在研究单位、实验室作为可调电源或是在生产线上作为产品寿命试验的固定电源，也可用于工矿企业、电解、电镀、充电设备及相关领域。直流电源在电源技术中占有十分重要的地位。因此，非常有必要研制一种双极性跟踪可调直流电源装置，以适应不同场合的供电需求。目前市面上比较常见的一类直流电源为开关电源。但开关电源具有纹波大、精度不够高、有高频辐射干扰、使用场合不够广等缺点。市面上多数直流电源体积笨重、不够轻便、造价昂贵，一些电源只能作为恒压源或只能作为恒流源，功能不够齐全。因此，迫切需要一种体积小巧轻便、结构简单、能提供高质量直流电、效率高、噪音小、纹波小、具有完善的保护系统、灵活性强、人机交互良好的双极性跟踪可调直流电源，满足使用者简单、方便的使用需求。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种输出纹波小、效率高、负载调整率和电压调整率低、具有过流保护和自恢复功能、输出电压电流按键可调、人机交互良好的中小功率直流电源。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种双极性跟踪可调直流电源，包括系统交流输入端，系统正、负电压输出端和系统地，还包括整流电路、场效应管电路、反馈电路、电压电流采样电路、控制系统、辅助电源电路和过流保护电路；所述的整流电路、场效应管电路串联连接在系统交流输入端，场效应管电路的输出连接在系统正负电压输出端与系统地之间；反馈电路分别连接场效应管电路、控制系统；电压电流采样电路分别连接控制系统、系统正负电压输出端；辅助电源系统分别连接整流电路、反馈电路、电压电流采样电路、控制系统和过流保护系统；过流保护系统连接系统交流输入端。在上述的双极性跟踪可调直流电源中，整流电路包括变压器、第一整流桥和第二整流桥；变压器连接于系统交流输入端和系统地；第一整流桥和第二整流桥分别连接于变压器的两个二次绕组后。在上述的双极性跟踪可调直流电源中，变压器采用220V/48V中心抽头变压器，第一整流桥和第二整流桥均采用单相全波整流电路，单相全波整流电路的二极管均采用肖特基二极管MBR10100CT。在上述的双极性跟踪可调直流电源中，场效应管电路包括N沟道场效应管、P沟道场效应管、第一输出电容、第二输出电容；N沟道场效应管、P沟道场效应管分别接于第一整流桥、第二整流桥之后，第一输出电容、第二输出电容分别接于系统正负电压输出端和系统地之间。在上述的双极性跟踪可调直流电源中，N沟道场效应管采用IRF840，P沟道场效应管采用IRF940。在上述的双极性跟踪可调直流电源中，反馈电路包括第一电压跟随器、第二电压跟随器、同相放大器、比较器、加法器和数模转换器；第一电压跟随器、第二电压跟随器输入端分别与系统正负电压输出端连接，输出端与比较器反相输入端连接；同相放大器同相输入端与数模转换器输出端连接，输出端与比较器同相输入端连接；比较器输出端与N沟道场效应管栅极连接；第一电压跟随器、第二电压跟随器的输出端连接在加法器的同相端，加法器的反向端与系统地相连，输出端与P沟道场效应管的栅极连接；第一电压跟随器、第二电压跟随器、同相放大器、比较器、加法器采用的运算放大器均为OPA227，数模转换器采用的DAC芯片为DAC7612。在上述的双极性跟踪可调直流电源中，电压电流采样电路包括电流感应放大器电路和AD采样电路；电流感应放大器电路包括电流感应放大器芯片和采样电阻；AD采样电路包括AD芯片；采样电阻串联在系统正负电压输出端，两端连接在电流感应放大器芯片的输入端口，电流感应放大器芯片的输出端口和系统正负电压输出端分别连接在AD芯片的两个采样口；电流感应放大器芯片选用INA282，采样电阻采用康铜丝，AD芯片选用ADS1118。在上述的双极性跟踪可调直流电源中，控制系统包括单片机、LCD液晶显示屏与键盘；单片机作为控制核心，LCD液晶显示屏与键盘连接于单片机外围；单片机选用MSP-430F5529LaunchPad开发板，LCD液晶显示屏采用12864液晶显示屏，键盘采用4×4矩阵键盘。在上述的双极性跟踪可调直流电源中，过流保护系统包括三极管、发光二极管和继电器电路；继电器电路布置于系统交流输入端，三极管基极连接于单片机IO口之后。在上述的双极性跟踪可调直流电源中，辅助电源系统包括第一线性稳压器LM7815，第二线性稳压器LM7915，第三线性稳压器LM1117-5V；第一线性稳压器LM7815的输入端与第一整流桥的正电压输出端连接，输出端与继电器的供电端、第三线性稳压器LM1117-5V的输入端、运算放大器的正电源端连接；第二线性稳压器LM7915的输入端与第二整流桥的负电压输出端连接，输出端与运算放大器的负电源端连接；第三线性稳压器LM1117-5V的输出端与数模转换器、电流感应放大器和AD芯片、单片机的电源端连接。上述的双极性跟踪可调直流电源工作原理：以正电压输出电路和负电压输出电路为核心，使场效应管工作在可变电阻区，使用单片机调节DAC芯片输出电压，从而控制场效应管栅极电压，调整源极输出电压和电流。采用闭环反馈系统，通过PID算法控制输出值稳定。其双极性对称输出电压范围0-±5V，电流范围0-3A，输出电压、电流可步进或自由设定，负载调整率、电压调整率、电流调整率均小于0.2%，输出电流过大时自动断开输入，从而保护系统。本技术的有益效果是：能够输出纹波小、负载调整率小、输出值可调的直流电源，是一种性能优越，功能齐全，工作稳定，人机交互友好的数字电源系统。附图说明图1为本技术一个实施例结构示意图；图2为本技术一个实施例整流电路电路图；图3为本技术一个实施例场效应管电路电路图；图4（a）、图4（b）为本技术一个实施例反馈电路电路图；图5为本技术一个实施例电压电流采样电路电路图；图6为本技术一个实施例控制系统结构示意图；图7为本技术一个实施例辅助电源系统电路图；图8为本技术一个实施例过流保护系统电路图。具体实施方式下面结合附图对本技术的实施方式进行详细描述。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的可应用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双极性跟踪可调直流电源，包括系统交流输入端，系统正、负电压输出端和系统地，其特征在于，还包括整流电路、场效应管电路、反馈电路、电压电流采样电路、控制系统、辅助电源电路和过流保护电路；所述的整流电路、场效应管电路串联连接在系统交流输入端，场效应管电路的输出连接在系统正负电压输出端与系统地之间；反馈电路分别连接场效应管电路、控制系统；电压电流采样电路分别连接控制系统、系统正负电压输出端；辅助电源系统分别连接整流电路、反馈电路、电压电流采样电路、控制系统和过流保护系统；过流保护系统连接系统交流输入端。

【技术特征摘要】
1.一种双极性跟踪可调直流电源，包括系统交流输入端，系统正、负电压输出端和系统地，其特征在于，还包括整流电路、场效应管电路、反馈电路、电压电流采样电路、控制系统、辅助电源电路和过流保护电路；所述的整流电路、场效应管电路串联连接在系统交流输入端，场效应管电路的输出连接在系统正负电压输出端与系统地之间；反馈电路分别连接场效应管电路、控制系统；电压电流采样电路分别连接控制系统、系统正负电压输出端；辅助电源系统分别连接整流电路、反馈电路、电压电流采样电路、控制系统和过流保护系统；过流保护系统连接系统交流输入端。2.如权利要求1所述的双极性跟踪可调直流电源，其特征在于，整流电路包括变压器、第一整流桥和第二整流桥；变压器连接于系统交流输入端和系统地；第一整流桥和第二整流桥分别连接于变压器的两个二次绕组后。3.如权利要求2所述的双极性跟踪可调直流电源，其特征在于，变压器采用220V/48V中心抽头变压器，第一整流桥和第二整流桥均采用单相全波整流电路，单相全波整流电路的二极管均采用肖特基二极管MBR10100CT。4.如权利要求2所述的双极性跟踪可调直流电源，其特征在于，场效应管电路包括N沟道场效应管、P沟道场效应管、第一输出电容、第二输出电容；N沟道场效应管、P沟道场效应管分别接于第一整流桥、第二整流桥之后，第一输出电容、第二输出电容分别接于系统正负电压输出端和系统地之间。5.如权利要求4所述的双极性跟踪可调直流电源，其特征在于，N沟道场效应管采用IRF840，P沟道场效应管采用IRF940。6.如权利要求4所述的双极性跟踪可调直流电源，其特征在于，反馈电路包括第一电压跟随器、第二电压跟随器、同相放大器、比较器、加法器和数模转换器；第一电压跟随器、第二电压跟随器输入端分别与系统正负电压输出端连接，输出端与比较器反相输入端连接；同相放大器同相输入端与数模转换器输出端连接，输出端与比较器同相输入端连接；比较器输出端与N沟道场效应管栅极连接；第一电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：张家声，于婧涵，屈松云，胡仕波，李高旭，刘冰昊，覃悦靖，陈小桥，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42