一种高精度高分辨率可编程电源电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高精度高分辨率可编程电源电路，其包括整流器VD、三极管T、运算放大器模块、DAC模块、电阻网络、负载模块和MCU，其中所述整流器VD一端连接交流输入端，另一端连接到所述三极管T的集电极，所述三极管T的发射级连接到输出端OUT，所述三极管T的基极与所述运算放大器模块的输出端连接；所述运算放大器模块的输入端分别连接所述电阻网络和所述DAC模块，所述MCU连接至所述DAC模块，所述负载模块连接至输出端OUT和所述运算放大器模块。通过本实用新型专利技术的高精度高分辨率可编程电源电路，能够采用高精度ADC采集，通过高分辨率的DAC去控制输出，适用于高端市场对于分辨率极高，精度极高，温度系数极小，且输出纹波极低的应用场合。

A High Precision and High Resolution Programmable Power Supply Circuit

The utility model discloses a high precision and high resolution programmable power supply circuit, which comprises a rectifier VD, a transistor T, an operational amplifier module, a DAC module, a resistance network, a load module and a MCU. The VD end of the rectifier is connected to an AC input terminal, and the other end is connected to the collector of the transistor T, and the transmitting stage of the transistor T is connected to an OUT output terminal. The base of the transistor T is connected to the output end of the operational amplifier module, and the input end of the operational amplifier module is connected to the resistance network and the DAC module respectively. The MCU is connected to the DAC module, and the load module is connected to the output OUT and the operational amplifier module. Through the high precision and high resolution programmable power supply circuit of the utility model, it can adopt high precision ADC acquisition and control output through high resolution DAC. It is suitable for high-end market applications where the resolution is very high, the precision is very high, the temperature coefficient is very small, and the output ripple is very low.

【技术实现步骤摘要】
一种高精度高分辨率可编程电源电路
本技术涉及电源电路领域，具体来说，涉及一种高精度高分辨率可编程电源电路。
技术介绍
随着国民经济的快速发展以及电气化设备的广泛使用，用电设备的负载形式日趋复杂化和多样化，大量具有非线性、冲击性和不平衡特征的负载造成供电网电能质量的恶化。在另一方面，现代快速发展的高新技术产业对电能质量的要求却越来越高。其中电能质量定义为导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差。一旦一些对电能要求敏感的用电用户发生电能质量的相关问题，往往会产生巨大的经济损失。目前的电源主要包括有两种类型，一种是开关输出型电源，另一种是线性电源。开关输出型电源的转换效率较高，发热较小，但是纹波大，精度低。线性电源的纹波小，精度高，但是发热较大。可编程电源属于线性电源的一种。可编程电源在很多领域有着巨大的需求，如新能源领域中分布式发电的系统联网试验、EMC实验、自动试验系统、自动检查系统、再现电源异常等。目前的可编程电源在输出分辨率和精度上都不太理想，在高端应用场合，特别是芯片的检测应用场合完全没法达到要求。可编程电源普遍存在分辨率低，精度低，纹波不能到达高端市场应用的需求。高端的电源分辨率也只在16bit，且精度在0.05％左右，完全无法适应芯片级检测的需求。针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
针对相关技术中的上述技术问题，本技术提出一种高精度高分辨率可编程电源电路，能够实现恒压恒流输出，适用于高端市场对于分辨率极高，精度极高，温度系数极小，且输出纹波极低的应用场合。为实现上述技术目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种高精度高分辨率可编程电源电路，其特征在于，包括整流器VD、三极管T、运算放大器模块、DAC模块、电阻网络、负载模块和MCU，其中所述整流器VD一端连接交流输入端，另一端连接到所述三极管T的集电极，所述三极管T的发射级连接到输出端OUT，所述三极管T的基极与所述运算放大器模块的输出端连接；所述运算放大器模块的输入端分别连接所述电阻网络和所述DAC模块，所述MCU连接至所述DAC模块，所述负载模块连接至输出端OUT和所述运算放大器模块。进一步地，所述运算放大器模块包括第一放大器AMP1、第二放大器AMP2、第三放大器AMP3，第一放大器AMP1和第二AMP2的输出端连接至三极管T的基极，第三放大器AMP3的输出端连接至第一放大器AMP1的第一输入端，第三放大器AMP3的输入端连接至电阻网络，第二放大器AMP2的第一输入端连接至负载模块，第一放大器AMP1和第二AMP2的第二输入端均连接至DAC模块。进一步地，所述DAC模块包括：DAC1、DAC2，DAC1一端连接至第一放大器AMP1的第二输入端，另一端连接至MCU，DAC2一端连接至第二放大器AMP2的第二输入端，另一端连接至MCU。进一步地，所述负载模块包括：可调节负载Z1和负载Z2，负载Z2一端连接至可调节负载Z1以及第二放大器AMP2的第一输入端，另一端接地。进一步地，所述电阻网络的连接走线S+和S-连接至可调节负载Z1的两端，用于进行四线制差分采样，有效补偿电流在导线上产生的线损电压。进一步地，所述MCU还连接至通讯模块和显示模块。进一步地，还包括有基准电压源，用于为可编程电源电路提供基准电压。进一步地，还包括电容C，所述电容C的上极板连接至整流器VD的输出端和三极管T的集电极，下极板接地。进一步地，还包括有ADC采集模块，连接至所述运算放大器模块、所述MCU和所述负载模块，用于采集负载模块的电流信号，经由MCU对DAC模块的输出实现高精度高分辨率控制。进一步地，所述ADC采集模块包括ADC1、ADC2，ADC1连接至第一放大器AMP1的第一输入端以及MCU，ADC2连接至第二放大器AMP2的第一输入端、负载Z2的接地端以及MCU。本技术的有益效果：本技术的高精度高分辨率可编程电源电路，采用高精度ADC采集，再通过高分辨率的DAC去控制输出，从而实现高精度高分辨率的电源电路，适用于高端市场对于分辨率极高，精度极高，温度系数极小，且输出纹波极低的应用场合。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本技术实施例所述的高精度高分辨率可编程电源电路的原理图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。为了方便理解本技术的上述技术方案，以下通过具体实施方式上对本技术的上述技术方案进行详细说明。图1示出了本技术实施例所述的高精度高分辨率可编程电源电路的原理图。根据本技术实施例所述的一种高精度高分辨率可编程电源电路，包括整流器VD、三极管T、运算放大器模块、DAC模块、电阻网络、负载模块和MCU，其中所述整流器VD一端连接交流输入端，另一端连接到所述三极管T的集电极，所述三极管T的发射级连接到输出端OUT，所述三极管T的基极与所述运算放大器模块的输出端连接；所述运算放大器模块的输入端分别连接所述电阻网络和所述DAC模块，所述MCU连接至所述DAC模块，所述负载模块连接至输出端OUT和所述运算放大器模块。整流器VD将交流输入端所输入的交流信号转化为直流信号，运算放大器模块、DAC模块和电阻网络根据MCU给出的控制信号，实现高分辨率的信号调整输出，经由NPN三极管T输出信号至输出端OUT。优选地，所述运算放大器模块包括第一放大器AMP1、第二放大器AMP2、第三放大器AMP3，第一放大器AMP1和第二AMP2的输出端连接至三极管T的基极，第三放大器AMP3的输出端连接至第一放大器AMP1的第一输入端，第三放大器AMP3的输入端连接至电阻网络，第二放大器AMP2的第一输入端连接至负载模块，第一放大器AMP1和第二AMP2的第二输入端均连接至DAC模块。优选地，所述DAC模块包括：DAC1、DAC2，DAC1一端连接至第一放大器AMP1的第二输入端，另一端连接至MCU，DAC2一端连接至第二放大器AMP2的第二输入端，另一端连接至MCU。在本实施例中，采用的是18bit的DAC进行编程输出，DAC输出控制的精度虽然不够高，但是分辨率很高，这就为实现高精度采集以后，能更细的刻度去调整输出。优选地，还包括有基准电压源，用于为可编程电源电路提供基准电压。低温飘系数是保证高精度的前提。为实现低温飘系数，本实施例在多处进行了较为严格的处理。首先，为可编程电源电路提供基准电压的基准电压源，采用高精度带恒温槽的芯片，可达到1PPM/℃。其次，运算放大器模块采用超高精度，超低温飘的放大器，仅0.01uV/℃。再次，参与运算的电阻，采用低温漂电阻网络，匹配度可达0.025％，温飘匹配度可达0.2ppm/℃。参与运算的电阻网络中，个体的漂移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度高分辨率可编程电源电路，其特征在于，包括整流器VD、三极管T、运算放大器模块、DAC模块、电阻网络、负载模块和MCU，其中所述整流器VD一端连接交流输入端，另一端连接到所述三极管T的集电极，所述三极管T的发射级连接到输出端OUT，所述三极管T的基极与所述运算放大器模块的输出端连接；所述运算放大器模块的输入端分别连接所述电阻网络和所述DAC模块，所述MCU连接至所述DAC模块，所述负载模块连接至输出端OUT和所述运算放大器模块。

【技术特征摘要】
1.一种高精度高分辨率可编程电源电路，其特征在于，包括整流器VD、三极管T、运算放大器模块、DAC模块、电阻网络、负载模块和MCU，其中所述整流器VD一端连接交流输入端，另一端连接到所述三极管T的集电极，所述三极管T的发射级连接到输出端OUT，所述三极管T的基极与所述运算放大器模块的输出端连接；所述运算放大器模块的输入端分别连接所述电阻网络和所述DAC模块，所述MCU连接至所述DAC模块，所述负载模块连接至输出端OUT和所述运算放大器模块。2.根据权利要求1所述的高精度高分辨率可编程电源电路，其特征在于，所述运算放大器模块包括第一放大器AMP1、第二放大器AMP2、第三放大器AMP3，第一放大器AMP1和第二AMP2的输出端连接至三极管T的基极，第三放大器AMP3的输出端连接至第一放大器AMP1的第一输入端，第三放大器AMP3的输入端连接至电阻网络，第二放大器AMP2的第一输入端连接至负载模块，第一放大器AMP1和第二AMP2的第二输入端均连接至DAC模块。3.根据权利要求2所述的高精度高分辨率可编程电源电路，其特征在于，所述DAC模块包括：DAC1、DAC2，DAC1一端连接至第一放大器AMP1的第二输入端，另一端连接至MCU，DAC2一端连接至第二放大器AMP2的第二输入端，另一端连接至MCU。4.根据权利要求3所述的高精度高分辨率可编程电源电...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄涌，陈清，杨细芳，付强，
申请(专利权)人：湖南恩智测控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43