电学实验用多功能智能电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电学实验用多功能智能电源，即本智能电源的系统电源单元输入端连接外部电源、输出端分别连接界面控制单元、信号发生控制单元和功放单元以提供各单元不同的工作电源，界面控制单元设定不同的工作模式并且输出端连接信号发生控制单元的输入端，信号发生控制单元的输出端连接功放单元的输入端，功放单元的输出端输出实验所需电源，反馈单元采集功放单元的输出信号并且反馈至信号发生控制单元，传感器控制单元采集传感器信号并且上传至界面控制单元。本智能电源具有恒压、恒流的稳定电源输出，电源输出波形根据需要可调，并且可用于传感器的标定，满足了学校教学实验的需要，保证了各类电学实验的顺利进行。

【技术实现步骤摘要】
电学实验用多功能智能电源
本技术涉及一种电学实验用多功能智能电源。
技术介绍
实验电源是学校电学实验中必备的设备，它可以为电学实验提供所需的电源输出，但现有的实验电源只能实现基本的电学实验需求，而无法满足对电源具有一定要求的电学实验，第一不能提供实验要求的恒压、恒流的稳定输出，尤其是无恒流输出，即不能产生恒定不变的电流输出，在很多电学实验中，实验电源必需具有固定的电流输出特性，实验中就可以保证在电流不变的情况下分析电压与电阻的关系；第二电源的输出波形不可调，如在法拉第电磁感应实验过程中，需要电源输出锯齿状波形，传统的实验电源无法实现该功能；第三传统实验电源没有传感器的标定功能，无法对一些使用时间过长的传感器进行校准。因此传统的实验电源已无法满足学校教学的需要，其存在较多缺陷，影响了电学实验的顺利进行。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种电学实验用多功能智能电源，本电源克服了传统实验电源的缺陷，具有恒压、恒流的稳定电源输出，电源输出波形根据需要可调，并且可用于传感器的标定，满足了学校教学实验的需要，保证了各类电学实验的顺利进行。 为解决上述技术问题，本技术电学实验用多功能智能电源包括系统电源单元、界面控制单元、信号发生控制单元、传感器控制单元、功放单元和反馈控制单元，所述系统电源单元输入端连接外部电源、输出端分别连接所述界面控制单元、信号发生控制单元和功放单元以提供各单元不同的工作电源，所述界面控制单元设定不同的工作模式并且输出端连接所述信号发生控制单元的输入端，所述信号发生控制单元的输出端连接所述功放单元的输入端，所述功放单元的输出端输出实验所需电源，所述反馈单元采集所述功放单元的输出信号并且反馈至所述信号发生控制单元，所述传感器控制单元采集传感器信号并且上传至所述界面控制单元。 进一步，所述系统电源单元包括大功率开关电源模块和电压变换模块，所述大功率开关电源模块的输入端连接外部电源、输出端连接所述电压变换模块的输入端，所述电压变换模块输出不同电压提供各单元的工作电源。 进一步，所述界面控制单元包括第一 ARM处理器、蓝牙模块、USB接口模块、传感器接口模块、旋转编码器接口模块、SD卡接口模块、显示接口模块和通讯模块，所述蓝牙模块、USB接口模块、传感器接口模块、旋转编码器接口模块、SD卡接口模块、显示接口模块和通讯模块分别连接所述第一 ARM处理器，所述蓝牙模块用于第一 ARM处理器与外部设备的无线通讯，所述USB接口模块用于连接USB设备，所述传感器接口模块用于连接所述传感器控制单元，所述旋转编码器接口模块用于连接旋转编码器，所述SD卡接口模块用于连接外部SD卡，所述显示接口模块用于连接外部显示器，所述通讯模块用于连接所述信号发生控制单元。 进一步，所述传感器控制单元包括USB host控制芯片，所述USB host控制芯片用于采集外部传感器信号并且上传至所述界面控制单元。 进一步，所述信号发生控制单元包括第二 ARM处理器、高精度电压基准模块和信号调理放大模块，所述高精度电压基准模块和信号调理放大模块分别连接所述第二 ARM处理器，所述高精度电压基准模块提供所述第二 ARM处理器输出电压的基准信号，所述信号调理放大模块对所述第二 ARM处理器输出电压进行调理放大后传输至所述功放单元。 进一步，所述功放单元包括大功率放大集成模块、过流保护模块和输出电流采样模块，所述过流保护模块和输出电流采样模块分别连接所述大功率放大集成模块输出端，所述过流保护模块提供所述大功率放大集成模块输出电流的过流保护，所述输出电流采样模块供所述反馈控制单元采集所述功放单元的输出信号。 进一步，所述反馈控制单元包括信号采集模块、输出过流保护处理模块和过流保护继电器控制模块，所述信号采集模块采集所述功放单元的输出电压、电流并且将采集信号传输给所述输出过流保护处理模块，所述输出过流保护处理模块监测所述功放单元的输出电压、电流，如超出设定值发出信号给所述过流保护继电器控制模块和信号发生控制单元，所述信号发生控制单元中断信号输出，所述过流保护继电器控制模块切断外部负载并且报警。 由于本技术电学实验用多功能智能电源采用了上述技术方案，即本智能电源的系统电源单元输入端连接外部电源、输出端分别连接界面控制单元、信号发生控制单元和功放单元以提供各单元不同的工作电源，界面控制单元设定不同的工作模式并且输出端连接信号发生控制单元的输入端，信号发生控制单元的输出端连接功放单元的输入端，功放单元的输出端输出实验所需电源，反馈单元采集功放单元的输出信号并且反馈至信号发生控制单元，传感器控制单元采集传感器信号并且上传至界面控制单元。本电源克服了传统实验电源的缺陷，具有恒压、恒流的稳定电源输出，电源输出波形根据需要可调，并且可用于传感器的标定，满足了学校教学实验的需要，保证了各类电学实验的顺利进行。 【附图说明】 下面结合附图和实施方式对本技术作进一步的详细说明: 图1为本技术电学实验用多功能智能电源的原理框图； 图2为本智能电源系统电源单元中电压变换模块的电路实现图； 图3为本智能电源界面控制单元第一 ARM处理器的引脚示意图； 图4为本智能电源界面控制单元第一 ARM处理器的晶振电路图； 图5为本智能电源界面控制单元中蓝牙模块接口电路图； 图6为本智能电源界面控制单元中USB接口模块电路图； 图7为本智能电源界面控制单元中传感器接口模块电路图； 图8为本智能电源界面控制单元中通讯模块接口电路图； 图9为本智能电源界面控制单元中旋转编码器接口模块电路图； 图10为本智能电源界面控制单元中显示接口模块电路图； 图11为本智能电源界面控制单元中SD卡接口模块电路图； 图12为本智能电源传感器控制单元电路实现图； 图13为本智能电源信号发生控制单元第二 ARM处理器的引脚示意图； 图14为本智能电源信号发生控制单元第二 ARM处理器的晶振电路图； 图15为本智能电源信号发生控制单元高精度电压基准模块的电路实现图； 图16为本智能电源信号发生控制单元信号调理放大模块的电路实现图； 图17为本智能电源功放单元大功率放大集成模块的电路实现图； 图18为本智能电源功放单元过流保护模块的电路实现图； 图19为本智能电源功放单元输出电流采样模块的电路实现图； 图20为本智能电源反馈控制单元信号采集模块的电路实现图； 图21为本智能电源反馈控制单元输出过流保护处理模块的电路实现图； 图22为本智能电源反馈控制单元过流保护继电器控制模块的电路实现图。 【具体实施方式】 实施例如图1所示，本技术电学实验用多功能智能电源包括系统电源单元1、界面控制单元2、信号发生控制单元3、传感器控制单元4、功放单元5和反馈控制单元6，所述系统电源单元I输入端连接外部电源、输出端分别连接所述界面控制单元2、信号发生控制单元3和功放单元5以提供各单元不同的工作电源，所述界面控制单元2设定不同的工作模式并且输出端连接所述信号发生控制单元3的输入端，所述信号发生控制单元3的输出端连接所述功放单元5的输入端，所述功放单元5的输出端输出实验所需电源，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电学实验用多功能智能电源，其特征在于：本智能电源包括系统电源单元、界面控制单元、信号发生控制单元、传感器控制单元、功放单元和反馈控制单元，所述系统电源单元输入端连接外部电源、输出端分别连接所述界面控制单元、信号发生控制单元和功放单元以提供各单元不同的工作电源，所述界面控制单元设定不同的工作模式并且输出端连接所述信号发生控制单元的输入端，所述信号发生控制单元的输出端连接所述功放单元的输入端，所述功放单元的输出端输出实验所需电源，所述反馈单元采集所述功放单元的输出信号并且反馈至所述信号发生控制单元，所述传感器控制单元采集传感器信号并且上传至所述界面控制单元。

【技术特征摘要】
1.一种电学实验用多功能智能电源，其特征在于:本智能电源包括系统电源单元、界面控制单元、信号发生控制单元、传感器控制单元、功放单元和反馈控制单元，所述系统电源单元输入端连接外部电源、输出端分别连接所述界面控制单元、信号发生控制单元和功放单元以提供各单元不同的工作电源，所述界面控制单元设定不同的工作模式并且输出端连接所述信号发生控制单元的输入端，所述信号发生控制单元的输出端连接所述功放单元的输入端，所述功放单元的输出端输出实验所需电源，所述反馈单元采集所述功放单元的输出信号并且反馈至所述信号发生控制单元，所述传感器控制单元采集传感器信号并且上传至所述界面控制单元。2.根据权利要求1所述的电学实验用多功能智能电源，其特征在于:所述系统电源单元包括大功率开关电源模块和电压变换模块，所述大功率开关电源模块的输入端连接外部电源、输出端连接所述电压变换模块的输入端，所述电压变换模块输出不同电压提供各单元的工作电源。3.根据权利要求1所述的电学实验用多功能智能电源，其特征在于:所述界面控制单元包括第一 ARM处理器、蓝牙模块、USB接口模块、传感器接口模块、旋转编码器接口模块、SD卡接口模块、显示接口模块和通讯模块，所述蓝牙模块、USB接口模块、传感器接口模块、旋转编码器接口模块、SD卡接口模块、显示接口模块和通讯模块分别连接所述第一 ARM处理器，所述蓝牙模块用于第一 ARM处理器与外部设备的无线通讯，所述USB接口模块用于连接USB设备，所述传感器接口模块用于连接所述传感器控制单元，所述旋转编码器接口模块用于连接旋转编码器，所述SD卡接口模块用于连接外部SD卡，所述显示接口模块用...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈强，杨磊，陶强，李仙海，
申请(专利权)人：上海数好数字信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31