电子电位器模块制造技术

电子电位器模块是将按键开关、方波发生器、加速电路、按键辨别电路、计数器、集电极开路的ＮＰＮ型三极管阵、电阻网络电连接一起，构成完整的、输出无源的通用电子电位器器件。附图是本实用新型专利技术基本结构原理框图。图中，（１）按键开关，（２）方波发生器，（３）加速电路，（４）按键辨别电路，（５）计数器，（６）三极管阵，（７）电阻网络。本实用新型专利技术除直接用于直流稳压电源作输出电压调整外，也可以作为通用电子电位器，广泛应用到其它电子领域，取代传统的机械电位器。本实用新型专利技术的构成方式有：１．分立元件和集成电路，２．单片机为核心，３．模块化，４．集成化。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术全部用电子线路模拟机械电位器，并达到和机械电位器相似的电气特性，可 在可调式直流稳压电源中作为精密电位器调节输出电压，取代传统机械电位器，也可以作为 一个完全独立的电子电位器用于其它电子领域。
技术介绍
目前可调式直流稳压电源，调节输出电压几乎全部使用机械电位器，机械电位器存在机 械磨损、调压困难(一个多圈电位器从最小阻值到最大阻值需要十圈)、输出电压很难精确调 整等诸多弊病。有一种方法是用拨码开关、电阻网络和一些辅助电路实现输出电压调整，但这种方法 依然有机械磨损，另外存在机械断点，在很多对输出电压的连续性有要求的情况下不能使用。
技术实现思路
本技术的构想是用电子计数器计数，输出的计数值选通电阻网络相应的电阻，该计 数值和输出电压以及输出电压所要求的电阻值一一对应。电位器仅有两个输出端点且是无源 的,可以和三端稳压器、晶体管、各种直流稳压电源芯片和模块连接，实现直流稳压电源输出 电压调整。具体的技术方案是(参看附图l)，设置两个按键(1)，分别作为加键和减键，当有一个 按键按下，即启动方波发生器(2)振荡，输出的方波送到可预置数的可逆计数器(5)计数，同时按键辨别电路(4)可控制计数器作相应的加或减计数，计数器的位数可根琚所需要的精 度决定，计数器每一个输出端接NPN型三极管阵(6)的基极，三极管阵的发射极全部互联， 集电极开路接电阻网络(7)，网络电阻另一端全部并联，网络电阻的并联端和三极管阵的发 射极是电子电位器可变电阻的两个端点。计数器输出为8-4-2-1编码，使网络电阻的数量最 少。当连续按键时间约2秒，启动加速电路(3)，网络电阻的电阻值将快速变化。由于网络电阻全部并联，按加键时，计数器计数值增大，电子电位器的电阻值减小，按 减键时，电子电位器的电阻值增大，有些电路需要这种使用方案。另一种方案是(参看附图2):在电子电位器可变电阻的两个端点接一只可调式精密并联 稳压器TL431，这样当按加键时，TL431输出的动态电阻增大，按减键，TL431输出的动态电 阻减小，这符合一般电位器的使用习惯。TL431最大工作电压为36V，如果要求其承受的电压超过此值，可采用附图3所示方案， 用两只(或多只)TL431串联，以满足各种不同的电压需要。本技术的有益效果是1. 除两个按键外，无其它机械元器件，电位器的使用寿命将大大提高；2. 电位器精度仅由电阻网络决定，精度可以做到很高；3. 输出是无源的，可以当成一个有极性的普通电位器使用；4. 电位器的电阻值可以方便地记忆、设置、保存；5. 整个电路完全独立，所有元件都是超小和微电子元件，很容易实现模块化或集成化；6. 可做成各种精度和规格的通用电子电位器，应用到其它电子领域，取代传统的机械电 位器；7. 可以方便地实现远程控制和自动控制。8. 输出的电阻值在整个调节范围内都是连续的。以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明。 附图说明图1是本技术的基本原理框图。图2是本技术一般电位器正常调节方法的输出原理示意图。图3是在"一般电位器正常调节方法"方案中，对电子电位器要求的电压超出单个TL431 所能承受的电压的解决方案，"DB"是光电耦合器。图4是本技术由分立元件和集成电路构成的电路原理图。 图5是本技术由单片机构成的电路原理图。图l中，(1)按徵(2)方波发生器，(3)加速电路，(4)按键辨别电路，(5)可预置 数的可逆计数器，(6)三极管阵，(7)电阻网络。 图1是用于说明本技术的技术结构特征。图2和图3中，"Rw"是电阻网络，"BG"是三极管阵，"J"代表多位计数器，虚线框内 是典型外接元件"集成三端稳压器"，也可以外接三极管或其它电压输出元件。具体实施方式在图2所示的输出方案中，因为Rw全部并联，当计数值增大时，输出电阻减小，根据 TL431工作原理，在正常工作范围内(2.5V—36V)，当Vref和A之间的电阻值减小时，K和 A之间的动态电阻增大，当Vref和A之间的电阻值增大时，K和A之间的动态电阻减小，两 者有精确的线性关系。Rw按8-4-2-1编码安排合适电阻值。图3中，两个或多个TL431的输出电压可以在各自允许工作电压范围内根据需要任意搭 配。下面举例说明图3所示的输出方案实施原理(为方便说明，忽略TL431的Vka起始电压2. 5V)设一直流稳压电源输出最大电压50. 0V， 先接通TL431-1电阻网络，当计数值从0加到299， TL431-1的Vka从0V升到29. 9V，这时再 加1，便接通光电耦合器，使TL431-2的Vka升到固定值30. 0V，同时TL431-1的Vka降到0V, 此后再加数，TL431-2的vka保持不变，TL431-1的vka再次改变，直到加到500，两个TL431 分别承担20. 0V和30. 0V，输出电压为其串联之和，即50.0V。在图4的具体实施例中，Sl和S2分别是加键和减键，当有一个键按下，即启动由IC3B 等元件组成的方波发生器，计数器(IC)对脉冲计数，其输出使相应的(BG)导通，从而使 相应的网络电阻(RW)并联输出。当连续按键约2秒，由IC3A等元件组成的加速电路开始工 作，使方波发生器的振荡频率提高约十倍。IC1A， IC1B, IC1C, IC1D和IC2A， IC2B等元件 组成按键辩别和按键互锁电路，当两键都按下时，后按键无效。BG1等元件组成加禁止电路， 当计数值达到设定的最大值时，按加键无效。二极管(D)是减禁止电路，当计数值为零时， 按减键无效。在图5的具体实施例中，以单片机AT89C2051为核心构成简洁型电子电位器，除具有图 4所有功能外，还有输出电阻值记忆功能，以满足机械电位器使用习惯，输出最大值为ll位 8-4-2-1码，若需要更高精度可用二一4线或三一8线译码器扩展输出位数。权利要求1.电子电位器模块是全部由电子元件组成的电子电位器，其特征是将加、减按键开关和方波发生器、按键辨别电路联接、按键辨别电路的输出端接计数器的加减控制端，方波发生器的输出端接计数器的计数端，计数器的各输出端和集电极开路的NPN型三极管阵的基极分别相连接、三极管阵的集电极分别和电阻网络对应的电阻连接，构成完整的、输出无源的通用电子电位器器件。2. 根据权利要求l所述的电子电位器模块，其特征是电阻网络可以接在TL431的Vref端和 A端。3. 根据权利要求l所述的电子电位器模块，其特征是该电子电位器可以和三端稳压器、晶 体管、各种直流稳压电源芯片和模块直接连接。4. 根据权利要求1所述的电子电位器模块，其特征是当电子电位器输出电压超出单只TL431 所能承受的电压，TL431可以多只串联分别调压。5. 根据权利要求l所述的电子电位器模块，其特征是用单片机AT89C2051为核心构成简洁 型电子电位器，存储芯片24C02的SCL、 SDA引脚和单片机的串口联接。专利摘要电子电位器模块是将按键开关、方波发生器、加速电路、按键辨别电路、计数器、集电极开路的NPN型三极管阵、电阻网络电连接一起，构成完整的、输出无源的通用电子电位器器件。附图是本技术基本结构原理框图。图中，(1)按键开关，(2)方波发生器，(3)加速电路，(4)按键辨本文档来自技高网...

【技术保护点】
电子电位器模块是全部由电子元件组成的电子电位器，其特征是：将加、减按键开关和方波发生器、按键辨别电路联接、按键辨别电路的输出端接计数器的加减控制端，方波发生器的输出端接计数器的计数端，计数器的各输出端和集电极开路的ＮＰＮ型三极管阵的基极分别相连接、三极管阵的集电极分别和电阻网络对应的电阻连接，构成完整的、输出无源的通用电子电位器器件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程杰保，
申请(专利权)人：程杰保，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]