当前位置: 首页 > 专利查询>武汉大学专利>正文

便携式数控直流稳压电源制造技术

技术编号:19004259 阅读:24 留言:0更新日期:2018-09-22 06:35
本实用新型专利技术涉及一种基于STM32单片机的便携式数控直流稳压电源,它主要包括电源和控制两大部分,其中电源部分由电源输入与隔离、继电器开关、5V独立电源、±12V数字电源、串联型稳压电路和电源输出等功能模块构成。控制部分主要由主控MCU,模数转换器、数模转换器、基准电压源、小信号放大器、OLED屏幕、按键等功能模块构成。本实用新型专利技术的功能是实现一种价格较低、功能实用、稳定度和精确度满足一般要求的便携式数控直流稳压电源。本实用新型专利技术主要有以下优点:(1)成本较低,价格低廉(2)电路简单,工作效率较高,输出功率大,性能优良(3)体积较小,功能实用(5)良好的人机交互。

【技术实现步骤摘要】
便携式数控直流稳压电源
本技术涉及电源
,尤其涉及一种便携式数控直流稳压电源。
技术介绍
STM32F103C8T6单片机是一款应用十分广泛的32位单片机,集成定时器、串口通信、外部中断等多个外设,能以IIC、SPI等多种通信方式与包括A/DC、D/AC、OLED液晶屏等在内的多种外部设备进行通信,接收外设发送的数据并对数据进行进一步处理,按照设定程序向外设发送命令,完成指定功能,从而实现对整个系统的控制。数控直流稳压电源是传统可调式串联型稳压电源的改进型。在传统可调式串联型稳压电源中,电路通过反馈网络拾取输出电压值的一部分,送到比较器中与预设的基准电压值进行比较,得到差值信号,差值信号经放大器放大后送到调整电路,使调整电路产生相反的变换来抵消输出电压的改变,从而维持输出电压的稳定。该传统电源全部建立在模拟电路基础上,精度、稳定度和适用度都不能满足日益发展的电子技术的要求,数控电源应运而生。数控电源采取数字控制的方式,将反馈网络和基准电路等利用数字电路实现,并提供人机交互等多种实用功能,已经被人们广泛使用。虽然已经有大量的数控直流稳压电源在市面上出售,但是由于售价过高、体积庞大等多种问题,该类电源不适合个人在电子设计开发的时候使用。因此设计并实现一种价格低廉、功能实用的数控直流稳压电源具有重要的现实意义。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中的不足之处,提供一种价格低廉、功能实用、满足一般稳定度和精确度的便携式数控直流稳压电源。本技术采用的技术方案如下:一种便携式数控直流稳压电源,包括电源和控制两大部分,其中,所述电源部分包括电源输入模块、电源隔离模块、继电器开关、5V独立电源、±12V数字电源、串联型稳压电路和电源输出模块,所述电源输入模块、电源隔离模块、继电器开关、串联型稳压电路、电源输出模块依次连接;所述控制部分包括主控MCU,模数转换器、数模转换器、基准电压源、小信号放大器、OLED屏幕、按键,所述模数转换器、数模转换器、OLED屏幕、按键均与主控MCU连接,所述基准电压源、串联型稳压电路均通过模数转换器与主控MCU连接,所述主控MCU通过数模转换器与小信号放大器连接,所述小信号放大器与串联型稳压电路连接,所述主控MCU还与继电器开关连接;所述±12V数字电源分别与电源隔离模块、继电器开关、串联型稳压电路、小信号放大器、基准电压源、数模转换器及模数转换器连接,所述电源隔离模块与5V独立电源连接,所述5V独立电源分别与主控MCU、OLED屏幕连接。其中,所述电源输入模块、电源输出模块,采用2.54mm的接线柱;所述电源输入模块采用的插头P2的输出端1的输出电压是+30V,输出端2的输出电压是+12V,输出端3的输出电压是-15V,输出端4接地。其中,所述电源隔离模块包括型号为HER308的两个整流二极管,分别为整流二极管D1、整流二极管D3,所述整流二极管D1的一端与电源输入模块的输出端1连接,所述整流二极管D3的一端与电源输入模块的输出端2连接,所述整流二极管D1、整流二极管D3的最大平均整流电流3A,最大直流反向电流10uA,快速开关恢复时间75ns。其中,所述主控MCU包括型号为STM32F103C8T6的单片机U1A和外围电路,所述外围电路包括SWD接口电路P1,所述SWD接口电路P1的输出端1连接3.3V电压,所述SWD接口电路P1的输出端2连接单片机U1A的引脚34,所述SWD接口电路P1的输出端3连接单片机U1A的引脚37,所述SWD接口电路P1的输出端4接地;还包括电阻R1、开关S1,所述开关S1的一端连接3.3V电压,所述开关S1的另一端分别连接电阻R1的一端和单片机U1A的引脚44,所述电阻R1的另一端接地;还包括开关S2、电容C7、电阻R10,所述电阻R10的一端接地,所述电阻R10的另一端分别连接单片机U1A的引脚7、电容C7的一端、开关S2的一端,所述电容C7的另一端分别与开关S2的另一端、3.3V电压连接;还包括电容C13、电容C14、晶振X1,所述电容C13的一端、电容C14的一端均接地,所述电容C13的另一端分别连接晶振X1的一端、单片机U1A的引脚3,所述电容C14的另一端分别连接晶振X1的另一端、单片机U1A的引脚4;还包括电容C12、电容C15、晶振X2,所述电容C12的一端、电容C15的一端均接地,所述电容C12的另一端分别连接晶振X2的一端、单片机U1A的引脚5,所述电容C15的另一端分别连接晶振X2的另一端、单片机U1A的引脚6;还包括型号为ASM1117的稳压器U3、电容C16、电容C17,所述电容C16的负极、电容C17的一端均接地,所述电容C17的另一端分别连接3.3V电压、电容C16的正极、稳压器U3的输出端,所述稳压器U3的输入端连接电源VCC,所述稳压器U3的接地端接地。其中,所述继电器开关包括继电器RL1、继电器RL2、二极管D2、二极管D7、三极管Q4、三极管Q5、电阻R16、电阻R17,所述继电器RL1控制端并联二极管D2,并接三极管Q5集电极,其中二极管D2反接;所述继电器RL2控制端并联二极管D7,接三极管Q4集电极,其中二极管D7反接;所述继电器RL1电源端、继电器RL2电源端、二极管D2正极、二极管D7正极均连接+12V电压,所述三极管Q4的发射极、三极管Q5的发射极均接地,所述三极管Q4的基极连接电阻R16的一端,所述电阻R16的另一端连接单片机U1A的引脚18,所述三极管Q5的基极连接电阻R17的一端,所述电阻R17的另一端连接单片机U1A的引脚19。其中,所述串联型稳压电路包括电容C5、电容C6、电阻R2、电阻R6、电阻R7、三极管Q2、三极管Q1、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2、电感L1、二极管D4、二极管D5、电阻R8、电阻R14、三极管Q3、电阻R13、电阻R15、电阻R18、电容C4、电容C3、电阻R3、运算放大器U2、电容C11、电容C10、电阻R9、电阻R12、电阻R11、电容C8、电容C9、二极管D6,所述电容C5的一端接地,所述电容C5的另一端分别连接继电器RL1、继电器RL2、电容C6的一端、电阻R2的一端、三极管Q1的发射极,所述电容C6的另一端接地,所述电阻R2的另一端分别连接电阻R6的一端、电阻R7的一端、三极管Q1的基极,所述电阻R6的另一端与电阻R7的另一端、三极管Q2的集电极连接,所述三极管Q2的发射极接地,所述三极管Q1的集电极分别连接电阻R4的一端、电阻R5的一端、电容C1的一端、电容C2的正极、电感L1的一端,所述电阻R4的另一端与电阻R5的另一端、-15V电压连接,所述电容C1的另一端与电容C2的负极连接并接地,所述电感L1的另一端分别连接电容C3的一端、电阻R3的一端、电容C8的正极、电容C9的一端、二极管D6的负极、电源输出模块的输入端1,所述电容C3的另一端分别与电阻R3的另一端、电阻R9的一端、电容C10的一端、运算放大器U2的端口2连接,电阻R9的另一端连接电阻R12的一端,所述电阻R12的另一端分别连接电容C8的负极、电容C9的另一端、二极管D6的正极、电源输出模块的输入端2,、电阻R18的一端,所述电阻R18的另一端分别连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式数控直流稳压电源,其特征在于,包括电源和控制两大部分,其中,所述电源部分包括电源输入模块、电源隔离模块、继电器开关、5V独立电源、±12V数字电源、串联型稳压电路和电源输出模块,所述电源输入模块、电源隔离模块、继电器开关、串联型稳压电路、电源输出模块依次连接;所述控制部分包括主控MCU,模数转换器、数模转换器、基准电压源、小信号放大器、OLED屏幕、按键,所述模数转换器、数模转换器、OLED屏幕、按键均与主控MCU连接,所述基准电压源、串联型稳压电路均通过模数转换器与主控MCU连接,所述主控MCU通过数模转换器与小信号放大器连接,所述小信号放大器与串联型稳压电路连接,所述主控MCU还与继电器开关连接;所述±12V数字电源分别与电源隔离模块、继电器开关、串联型稳压电路、小信号放大器、基准电压源、数模转换器及模数转换器连接,所述电源隔离模块与5V独立电源连接,所述5V独立电源分别与主控MCU、OLED屏幕连接。

【技术特征摘要】
1.一种便携式数控直流稳压电源,其特征在于,包括电源和控制两大部分,其中,所述电源部分包括电源输入模块、电源隔离模块、继电器开关、5V独立电源、±12V数字电源、串联型稳压电路和电源输出模块,所述电源输入模块、电源隔离模块、继电器开关、串联型稳压电路、电源输出模块依次连接;所述控制部分包括主控MCU,模数转换器、数模转换器、基准电压源、小信号放大器、OLED屏幕、按键,所述模数转换器、数模转换器、OLED屏幕、按键均与主控MCU连接,所述基准电压源、串联型稳压电路均通过模数转换器与主控MCU连接,所述主控MCU通过数模转换器与小信号放大器连接,所述小信号放大器与串联型稳压电路连接,所述主控MCU还与继电器开关连接;所述±12V数字电源分别与电源隔离模块、继电器开关、串联型稳压电路、小信号放大器、基准电压源、数模转换器及模数转换器连接,所述电源隔离模块与5V独立电源连接,所述5V独立电源分别与主控MCU、OLED屏幕连接。2.如权利要求1所述的一种便携式数控直流稳压电源,其特征在于,所述电源输入模块、电源输出模块,采用2.54mm的接线柱;所述电源输入模块采用的插头P2的输出端1的输出电压是+30V,输出端2的输出电压是+12V,输出端3的输出电压是-15V,输出端4接地。3.如权利要求2所述的一种便携式数控直流稳压电源,其特征在于,所述电源隔离模块包括型号为HER308的两个整流二极管,分别为整流二极管D1、整流二极管D3,所述整流二极管D1的一端与电源输入模块的输出端1连接,所述整流二极管D3的一端与电源输入模块的输出端2连接,所述整流二极管D1、整流二极管D3的最大平均整流电流3A,最大直流反向电流10uA,快速开关恢复时间75ns。4.如权利要求3所述的一种便携式数控直流稳压电源,其特征在于,所述主控MCU包括型号为STM32F103C8T6的单片机U1A和外围电路,所述外围电路包括SWD接口电路P1,所述SWD接口电路P1的输出端1连接3.3V电压,所述SWD接口电路P1的输出端2连接单片机U1A的引脚34,所述SWD接口电路P1的输出端3连接单片机U1A的引脚37,所述SWD接口电路P1的输出端4接地;还包括电阻R1、开关S1,所述开关S1的一端连接3.3V电压,所述开关S1的另一端分别连接电阻R1的一端和单片机U1A的引脚44,所述电阻R1的另一端接地;还包括开关S2、电容C7、电阻R10,所述电阻R10的一端接地,所述电阻R10的另一端分别连接单片机U1A的引脚7、电容C7的一端、开关S2的一端,所述电容C7的另一端分别与开关S2的另一端、3.3V电压连接;还包括电容C13、电容C14、晶振X1,所述电容C13的一端、电容C14的一端均接地,所述电容C13的另一端分别连接晶振X1的一端、单片机U1A的引脚3,所述电容C14的另一端分别连接晶振X1的另一端、单片机U1A的引脚4;还包括电容C12、电容C15、晶振X2,所述电容C12的一端、电容C15的一端均接地,所述电容C12的另一端分别连接晶振X2的一端、单片机U1A的引脚5,所述电容C15的另一端分别连接晶振X2的另一端、单片机U1A的引脚6;还包括型号为ASM1117的稳压器U3、电容C16、电容C17,所述电容C16的负极、电容C17的一端均接地,所述电容C17的另一端分别连接3.3V电压、电容C16的正极、稳压器U3的输出端,所述稳压器U3的输入端连接电源VCC,所述稳压器U3的接地端接地。5.如权利要求4所述的一种便携式数控直流稳压电源,其特征在于,所述继电器开关包括继电器RL1、继电器RL2、二极管D2、二极管D7、三极管Q4、三极管Q5、电阻R16、电阻R17,所述继电器RL1控制端并联二极管D2,并接三极管Q5集电极,其中二极管D2反接;所述继电器RL2控制端并联二极管D7,接三极管Q4集电极,其中二极管D7反接;所述继电器RL1电源端、继电器RL2电源端、二极管D2正极、二极管D7正极均连接+12V电压,所述三极管Q4的发射极、三极管Q5的发射极均接地,所述三极管Q4的基极连接电阻R16的一端,所述电阻R16的另一端连接单片机U1A的引脚18,所述三极管Q5的基极连接电阻R17的一端,所述电阻R17的另一端连接单片机U1A的引脚19。6.如权利要求5所述的一种便携式数控直流稳压电源,其特征在于,所述串联型稳压电路包括电容C5、电容C6、电阻R2、电阻R6、电阻R7、三极管Q2、三极管Q1、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2、电感L1、二极管D4、二极管D5、电阻R8、电阻R14、三极管Q3、电阻R13、电阻R15、电阻R18、电容C4、电容C3、电阻R3、运算放大器U2、电容C11、电容C10、电阻R9、电阻R12、电阻R11、电容C8、电容C9、二极管D6,所述电容C5的一端接地,所述电容C5的另一端分别连接继电器RL1、继电器RL2、电容C6的一端、电阻R2的一端、三极管Q1的发射极,所述电容C6的另一端接地,所述电阻R2的另一端分别连接电阻R6的一端、电阻R7的一端、三极管Q1的基极,所述电阻R6的另一端与电阻R7的另一端、三极管Q2的集电极连接,所述三极管Q2的发射极接地,所述三极管Q1的集电极分别连接电阻R4的一端、电阻R5的一端、电容C1的一端、电容C2的正极、电感L1的一端,所述电阻R4的另一端与电阻R5的另一端、-15V电压连接,所述电容C1的另一端与电容C2的负极连接并接地,所述电感L1的另一端分别连接电容C3的一端、电阻R3的一端、电容C8的正极、电容C9的一端、二极管D6的负极、电源输出模块的输入端1,所述电容C3的另一端分别与电阻R3的另一端、电阻R9的一端、电容C10的一端、运算放大器U2的端口2连接,电阻R9的另一端连接电阻R12的一端,所述电阻R12的另一端分别连接电容C8的负极、电容C9的另一端、二极管D6的正极、电源输出模块的输入端2、电阻R18的一端,所述电阻R18的另一端分别连接电阻R15的一端、三极管Q3的发射极并接地,所述电阻R15的另一端分别连接三极管Q3的基极、电阻R13的一端,所述三极管Q3的集电极分别连接二极管D4的正极、二极管D5的负极,所述二极管D4的负极分别连接三极管Q2的基极、电阻R14的一端,所述电阻R14的另一端接地,所述二极管D5的正极连接电阻R8的一端,所述电阻R8的另一端分别连接运算放大器U2的端口6、电容C10的另一端,所述运算放大器U2的端口3连接电阻R11的一端,所述运算放大器U2的端口4分别连接电容C11的一端、-12V电压,所述电容C11的另一端接地,所述运算放大器U2的端口7分别连接电容C4的一端、+12V电压,所述电容C4的另一端接地;所述三极管Q1采用的是型号为2SB817的大功率三极管,所述三极管Q1的集电极-发射极电压最大140V,集电极最大电流12A,总最大耗散功率100W。7.如权利要求6所述的一种便携式数控直流稳压电源,其特征在于,所述基准电压源采用型号为MC1403的基准电压芯片U10,输出电压为2.5V,输出电压误差±1%,温度系数为10ppm/℃,该芯片作为基准电源为模数转换器提供参考电压;所述模数转换器采用型号为AD7705的模数转换芯片U9...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐博郭宗昊程翰琳杨光义
申请(专利权)人:武汉大学
类型:新型
国别省市:湖北,42

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1