控制板制造技术

本实用新型专利技术涉及一种控制板，控制板集成有电源模组电路、多路电压电流测量电路、PWM控制电路、控制器接口电路；所述PWM控制电路、多路电压电流测量电路通过所述控制器接口电路外接控制器；所述PWM控制电路包括PWM死区与反向控制电路，所述PWM死区与反向控制电路采用多路与门连接非门设计。该控制板将各功能模块集成，具有较高的通用性，能够满足多项实验的需求。

【技术实现步骤摘要】
控制板
本技术属于实验板
，尤其涉及一种多模块集成的控制板。
技术介绍
目前现有的电力电子实验装置中，电源模块、测量模块、PWM控制模块等各功能模块独立，实验功能单一，仅能完成预定的实验。同时控制功能实现无法通过上位机程序实现，也不能调节外部给定，无法让学生进行设计型实验。以降压型(Buck)斩波电路实验为例，如图1所示，该实验中PWM控制模块仅用于提供一定占空比的PWM驱动信号，不能灵活的进行控制，PWM控制模块不能替换，只能完成本次单一实验，无法满足多任务的实验要求。因此，本申请考虑将各模块集成设计。
技术实现思路
本技术提供了一种控制板，将多功能模块集成在控制板上。为了实现上述目的，本技术提供了一种控制板，控制板集成有电源模组电路、多路电压电流测量电路、PWM控制电路、控制器接口电路；所述PWM控制电路、多路电压电流测量电路通过所述控制器接口电路外接控制器；所述PWM控制电路包括PWM死区与反向控制电路，所述PWM死区与反向控制电路采用多路与门连接非门设计。优选的，所述PWM控制电路还包括PWM输出接口电路，所述PWM死区与反向控制电路与PWM输出接口电路连接；PWM输出接口电路根据所述PWM死区与反向控制电路设置有多组接口。优选的，所述电源模组电路包括电源接口电路与降压电路，所述降压电路接所述电源接口电路，为控制板各模块提供所需要的供电电压；所述电源接口电路正极输入端串联开关、防反二极管、保险丝接入降压电路，通过压敏电阻后接至所述电源接口电路负极输入端；所述降压电路包括+24V转±12VDC/DC降压电路、+24V转+12VDC/DC降压电路、+12V转+5VDC/DC降压电路、+5V转+3.3VDC/DC降压电路。优选的，所述多路电压电流测量电路包括电源电压检测电路、电源电流检测电路、负载电压检测电路、负载电流检测电路；所述电源电压检测电路、负载电压检测电路均采用高阻输入型仪器运放，所述负载电压检测电路负载输入端接至负载USB口；所述+24V转±12VDC/DC降压电路与所述电源电压检测电路、负载电压检测电路连接，提供仪器运放所需±12V供电电压；所述电源电流检测电路、负载电流检测电路采用专用运放，专用运放±IN输入端并联检流电阻；所述+12V转+5VDC/DC降压电路与电源电流检测电路、负载电流检测电路连接，提供专用运放所需+5V供电电压。优选的，所述多路电压电流测量电路还包括备用电压检测电路、多路备用电流检测电路；所述备用电压检测电路采用高阻输入型仪器运放，与所述+24V转±12VDC/DC降压电路连接，由所述+24V转±12VDC/DC降压电路提供仪器运放所需±12V供电电压；所述多路备用电流检测电路采用专用运放，专用运放±IN输入端并联检流电阻，Vref端口连接电流量程切换电路；所述多路备用电流检测电路连接所述+12V转+5VDC/DC降压电路，由所述+12V转+5VDC/DC降压电路提供专用运放所需+5V供电电压。优选的，控制板上进一步集成有外部给定电路，所述外部给定电路采用电位器调节电压，连接至所述控制器接口电路。优选的，控制板上还集成有功能切换电路，功能切换电路采用多路数字开关，连接至所述控制器接口电路。与现有技术相比，本技术的优点和积极效果在于：本技术提供了一种控制板，将电源模组电路、多路电压电流测量电路、PWM控制电路集成在控制板上，设置了多路电压测量、电流测量、功能切换、PWM控制电路，具有较高的通用性，能够满足多项实验的需求。同时，将电压测量分为电源电压测量和负载电压测量，另有备用电压测量；电流测量分为电源电流测量和负载电流测量，另有备用电流测量，电流测量中可以通过开关调整电流量程。同时，控制板上还集成了功能切换电路，采用多路数字开关，能够通过电平切换实现开闭环控制。同时，本技术设置了PWM控制电路，内置有反向和死区控制电路，替代原有的PWM控制模块和SPWM控制模块，输出反向PWM信号，与现有的IGBT半桥模块直接连接，达到实验要求的控制效果。附图说明图1为Buck斩波电路实验原理图；图2为本技术的控制板的结构框图；图3为控制板的详细电路设计图；图4为电源接口电路原理图；图5为+24V转±12V降压电路原理图；图6为+24V转12V降压电路原理图；图7为12V转+5V降压电路原理图；图8为+5V转+3.3V降压电路原理图；图9为电源电压检测电路原理图；图10为电源电流检测电路原理图；图11为负载电压检测电路原理图；图12为USB接口电路原理图；图13为负载电流检测电路原理图；图14为备用电压检测电路原理图；图15为备用电流检测电路原理图；图16为电流量程切换电路原理图；图17为外部给定电路原理图；图18为功能切换电路原理图；图19为PWM死区与反向控制电路原理图；图20为PWM输出接口电路原理图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案，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地描述，显然，所描述的实施例是本技术部分的实施例，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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。本技术实施例提供了一种控制板，参考图2、图3所示，控制板上集成有电源模组电路、多路电压电流测量电路、PWM控制电路、外部给定电路、功能切换电路、控制器接口电路；各电路通过控制器接口电路外接NI-RIO控制器。对于电源模组电路，如图4-图8所示，电源模组电路包括电源接口电路与降压电路。电源模组电路的输入为24V直流电源，如图4所示，对于电源接口电路，供电输入端正极POWER_24V+为24V直流电，负极POWER_24V-为地，电源接口电路正极输入端串联开关、防反二极管、保险丝接入降压电路，通过压敏电阻后接至所述电源接口电路负极输入端。电源接口电路通过串联防反二极管，以避免在实验时接反正负极从而损坏整块控制板，同时设有保险丝；然后通过压敏电阻后，得到需要的+24V电源。对于降压电路，降压电路接电源接口电路，为控制板各模块提供所需要的供电电压。其包括+24V转±12VDC/DC降压电路、+24V转+12VDC/DC降压电路、+12V转+5VDC/DC降压电路、+5V转+3.3VDC/DC降压电路。对于+24V转±12VDC/DC降压电路，如图5所示，+24V电源通过稳压隔离DC/DC模块，降压为±12V，用于输入和负载的电压测量；同时，该+24V转±12VDC/DC降压电路输出端接有LED指示灯，能够方便实验时直观判断该降压电路是否正常运行。+24V转+12VD本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制板，其特征在于，控制板集成有电源模组电路、多路电压电流测量电路、PWM控制电路、控制器接口电路；所述PWM控制电路、多路电压电流测量电路通过所述控制器接口电路外接控制器；/n所述PWM控制电路包括PWM死区与反向控制电路，所述PWM死区与反向控制电路采用多路与门连接非门设计。/n

【技术特征摘要】
1.一种控制板，其特征在于，控制板集成有电源模组电路、多路电压电流测量电路、PWM控制电路、控制器接口电路；所述PWM控制电路、多路电压电流测量电路通过所述控制器接口电路外接控制器；
所述PWM控制电路包括PWM死区与反向控制电路，所述PWM死区与反向控制电路采用多路与门连接非门设计。


2.根据权利要求1所述的控制板，其特征在于，所述PWM控制电路还包括PWM输出接口电路，所述PWM死区与反向控制电路与PWM输出接口电路连接；PWM输出接口电路根据所述PWM死区与反向控制电路设置有多组接口。


3.根据权利要求1或2所述的控制板，其特征在于，所述电源模组电路包括电源接口电路与降压电路，所述降压电路接所述电源接口电路，为控制板各模块提供所需要的供电电压；
所述电源接口电路正极输入端串联开关、防反二极管、保险丝接入降压电路，通过压敏电阻后接至所述电源接口电路负极输入端；
所述降压电路包括+24V转±12VDC/DC降压电路、+24V转+12VDC/DC降压电路、+12V转+5VDC/DC降压电路、+5V转+3.3VDC/DC降压电路。


4.根据权利要求3所述的控制板，其特征在于，所述多路电压电流测量电路包括电源电压检测电路、电源电流检测电路、负载电压检测电路、负载电流检测电路；
所述电源电压检测电路、负载电压检测电路均采用高阻输入型仪器运放，所述负载电压检测电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立强，王祥宇，周志勇，季志鹏，王潇，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：新型
国别省市：山东;37