本发明专利技术涉及开关电源的数控调节技术和上位机的数据显示、远程控制。它包括架体、电源主板、高精度AD采样电路、温控电路以及嵌入式微控制器模块、液晶模块、串口通信模块、数字输入模块、报警电路组成，设计了嵌入式微控制系统、电源系统等硬件电路。本发明专利技术可以远程控制、利用计算机实时观察负载特性变化曲线，提高了电源的精准度，方便了电路的分析，使科研及工厂测试、科教变得更加方便。智能数控开关电源的设计具有以下功能：1.使用编码开关调节0-50V/10A输出。2.使用按键选择通讯协议，用以连接计算机或其他便携设备实现远程控制和数据监测。3.使用嵌入式微控制器进行电源关键参数的智能检测。4.过压过流保护、LCD显示、数据存储功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及开关电源的数控调节技术和多功能的应用。有着很重大的实用意义。
技术介绍
在工厂生产测试、教学实验中，电源的性能是一项最关键的指标。目前我国绝大部分厂家生产的稳压电源多为线性电源和固定输出的开关电源，绝大多数的厂家生产可调电源均为线性电源，且通过手动方式调节旋钮来调节输出。其存在以下两方面的问题，一是使用起来不方便，步骤较多，还需反复旋钮来调节；二是线性电源相比开关电源在相同功率下体积庞大、效率低、功率小；三是随着科技的发展，各种需求的增加，在电源使用过程中，计算机的远程监控和数据分析是未来发展的趋势。而本专利技术则是要针对这种情况予以改进和创新。
技术实现思路
本专利技术采用嵌入式微控制器，集成PWM控制芯片作为控制的两大核心，由于使用数控的基本理念，使用者只需要通过编码开关设定所需的基本电压电流，不再是多次繁琐的调节旋钮，实现简单高效精准的调节；同时拥有丰富的第二功能——远程控制、数据监控与数据分析等。一方面可以解决传统电源误差大、操作步骤多、电位器失效造成的输出失控等弊端，解决企业实际操作中存在多年的老问题，能够极大地提高工作效率，提升操作的便捷性，具有非常重大的实用意义；另一方面，该电源采用先进的采样分析系统、智能处理与存储系统，将采集到的信号处理加以算法分析直观的显示出来，让操作者有着零距离的操作体验，并且综合了误差自补偿、系统自校正与单片机程序看门狗、过压过流自动断电等功能，研究结果具有较强的实用效果。将电源交流插头插入市电中，打开前面板电源开关，电源开机指示灯亮，过压过流故障指示灯缓慢熄灭，蜂鸣器发出“嘀嘀”两次声音，电源通过开机自检，此时设定电压、电流，电源内部的嵌入式微控制器检测系统自动根据负载情况选择恒压（CV）模式或者恒流（CC）模式，对应的状态指示灯亮，操作者可使用数据交换功能，选择通讯模式（RS-232和RS-485），默认使用的是RS-232通信标准，通过使用USB电缆连接电源和计算机，打开计算机上自主开发的上位机软件，即可实时观察电压电流曲线变化，同时可以计算机远程设定电压电流、指定开机时间、改变输出参数等，电源液晶显示屏同步显示。系统采用了液晶显示模块，内部集成掉电不丢失存储器可记录4组常用电压电流，方便操作者快速调用、以及开机保持上次电压记忆等。控制系统的键盘由10个按键和1个编码开关组成，包括：常用电压存储、调用按键（0—4）、向左（Left）、向右（Right）、过流保护按键（Over Current Protection）、过压保护按键（Overv Oltage Protection）、锁定按键（Lock）、通讯选择按键（Communication Option）、输出（Out）、电压电流调节的编码开关（Adjust）。系统操作简单。一.智能数控开关电源的设计具有以下功能：1.使用编码开关调节0-50V/10A输出。2.使用按键选择通讯协议，用以连接计算机或其他便携设备实现远程控制和数据监测。 3.使用嵌入式微控制器进行电源关键参数的智能检测。4.过压过流保护、LCD显示、数据存储功能。二.技术参数：输出电压：0-50V输出电流：0-10A输入电压：AC220V 10% 60Hz/50Hz电压显示精度：0.5电流显示精度：0.5%显示分辨率：电压0.001V 电流0.001A效率：85%纹波与噪声（P-P）：20mV通信速率：9600bps以下即对上面所述，结合附图详细说明较佳的实施例。附图说明附图所示为依据本专利技术较佳实施例的内部构造的方框图。 具体实施方式附图所示为依据本专利技术较佳实施例的内部构造的方框图。于图中，该电源包括EMI抗干扰电路1；高压整流滤波电路2；开关功率电路3；高频功率变压器4；输出整流电路5；多级滤波电路6；外部接口单元7；辅助电源电路8；集成PWM控制模块9；电压采样电路10；电流采样电路11；温控风扇电路12；过流保护电路13；数字输入模块14；嵌入式微控制器模块15；串口通讯模块16；液晶模块17；报警电路18。参见附图，交流市电220V输入经过EMI抗干扰电路1防止电磁干扰，经高压整流滤波电路2产生310V直流电，加载到开关功率电路3等待。用户通过数字输入模块14输入所需电压电流后经嵌入式微控制器模块15处理转化为模拟信号送入集成PWM控制模块9，产生PWM占空比。随后高频功率变压器4开始工作，经输出整流电路5转化为脉动的直流电，采用多级滤波电路6进行滤波，输出至外部接口单元7供用户使用。与此同时，电压采样电路10和电流采样电路11经从外部接口单元7，采集到的信号送入集成PWM控制模块9进行反馈闭环调节，保持输出稳定；采集到的信号同时送入嵌入式微控制器模块15进行计算，经过计算后的数据显示在液晶模块17,同时如果用户开启了串口通讯功能，串口通讯模块16与外部设备（这里通常指计算机）进行数据通信，当输出电压电流大于设定安全值后嵌入式微控制器15发送报警信号至报警电路18发出报警提示音，同时电压电流过流保护电路13动作锁定集成PWM控制模块9，停止主电路工作进入保护状态，所有输出关闭，此时过压过流故障指示灯亮。待故障排除后方可恢复输出，以防止事故的发生和进一步扩大。温控风扇电路12检测电源内部温度，大于45度时风扇自动启动，防止电源过热。辅助电源电路8为集成PWM控制模块9提供待机电源。此电源具有完整的保护系统，高性能、智能化等特点。本文档来自技高网...
【技术保护点】
集成PWM控制电路，用以生成占空比和实时反馈形成闭环控制。
【技术特征摘要】
1.集成PWM控制电路，用以生成占空比和实时反馈形成闭环控制。2.电压采样电路，用以采集输出电压信号的大小。3.电流采样电路，用以采集输出电流信号的大小。4.过压保护电路，用以检测电压大小保护主电路。5...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏宇，贾海瀛，
申请(专利权)人：天津市职业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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