一种精密数字电源制造技术

本发明专利技术提供了一种精密数字电源，该电源由数字控制部分、数字隔离电路和模拟输出控制部分构成；该数字控制部分和模拟输出控制部分分别采用第一控制器和第二控制器两个控制器进行独立控制；所述第一控制器和第二控制器通过所述数字隔离电路实现数据交互。该精密数字电源通过采用这种主从式处理器架构将电源电路中的数字部分和模拟部分相分离，并在数字、模拟部分之间设置隔离电路，既满足电源对数字和模拟部分进行电路隔离的要求，又满足外围接口对数据流处理能力的要求，提供了一种数据处理能力强且具有良好抗干扰性的精密数字电源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种精密数字电源，属于电源设备

技术介绍
精密数字电源是一种直流电源，通常用于科学实验和精密仪器的调试。该电源设 备稳定度高，噪声小，单位时间内漂移小，是一种精密的电源设备。现有精密数字电源的电路结构通常如图4所示，其包括MCU控制电路、DAC参考电 压输出电路、模拟输出电路，ADC检测电路、MCU控制电路。其中，MCU控制电路一般还连接 有键盘控制电路和屏幕显示电路。用户通过键盘控制电路、屏幕显示电路设定电源所要输 出的电压电流。MCU控制电路处理键盘控制电路所提交的数据，控制DAC参考电压输出电 路，为模拟输出电路提供相应的参考控制电压。ADC检测电路将模拟输出电路所输出的电 压、电流等信息进行模数转换处理后送给MCU控制电路，MCU控制电路将其数据进行相应的 处理后送给屏幕显示电路显示。除了上述基本结构外，精密数字电源为了建立与外部设备的通信，实现对电源设 备的远程编程控制或监测。MCU控制电路往往还会连接有通信接口控制电路。为了避免来 自外部设备或者工频的干扰，通常在MCU控制电路和通信接口控制电路之间往往还串联有 一个数字隔离电路。这种数字隔离电路通常是由建立在MCU控制电路和通信接口控制电路 之间的电磁耦合器件构成的。众所周知，这种数字隔离电路仅适用于总线数目少的串行通 信方式。并且，由于这种数字隔离电路的通信速度较慢，往往会影响数据吞吐能力。然而与 之相矛盾的是，随着精密数字电源技术的不断进步，其所需要的接口数量也随之增加。如在 具有较多接口的情况下，采用上述隔离方法进行隔离会造成硬件资源上的极大浪费。这一 问题极大的限制了精密数字电源的发展。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种精密数字电源。本专利技术的专利技术目的是通过下述技术方案予以实现的—种精密数字电源，其特征在于该精密数字电源由数字控制部分、数字隔离电路 和模拟输出控制部分构成；所述数字控制部分包括第一控制器、外围接口、键盘控制电路和屏幕显示电路；所 述第一控制器为该数字控制部分的核心控制部件，用以对整个数字控制部分中的各个部件 进行控制；所述外围接口、键盘控制电路和屏幕显示电路分别与该第一控制器相连接；所述模拟输出控制部分包括第二控制器、DAC参考电压输出电路、ADC检测电路和 模拟输出电路；所述第二控制器为该模拟输出控制部分的核心控制部件，用以对整个模拟 输出控制部分中的各个部件进行控制；该第二控制器一路通过所述DAC参考电压输出电路 与模拟输出电路相连；该第二控制器另一路通过所述ADC检测电路115与模拟输出电路相 连；所述模拟输出电路还通过一路直接与该第二控制器相连；所述第一控制器和第二控制器通过所述数字隔离电路实现数据交互。所述模拟输出电路具有至少两路输出通道；在所述DAC参考电压输出电路与模拟 输出电路之间串联有DAC选择开关电路；在所述ADC检测电路与模拟输出电路之间串联有 ADC选择开关电路。在所述模拟输出电路中的至少一路输出通道的输入前端还串联有一个通道隔离 电路，用以实现该通道与其他输出通道间的电路隔离。所述通道隔离电路为由数字光耦和线性光耦所组成的隔离电路。在所述DAC选择开关电路与模拟输出电路之间还设有缓冲器电路。所述第二控制器采用的是FPGA处理器。所述数字隔离器采用的是ADI的ADuml301数字隔离器。所述数字隔离器采用两端独立供电的方式对其进行供电。所述第一控制器采用DSP处理器或MCU处理器。本专利技术的有益效果是该精密数字电源通过主从式处理器架构将电源电路中的数 字部分和模拟部分相分离，并在数字、模拟部分之间设置隔离电路，既满足电源对数字和模 拟部分进行电路隔离的要求，又满足外围接口对数据流处理能力的要求，提供了一种数据 处理能力强且具有良好抗干扰性的精密数字电源。附图说明图1为精密数字电源的电路结构图；图2为精密数字电源第二实施例电路图；图3为精密数字电源第三实施例电路图；图4为现有精密数字电源的电路示意图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。如前所述，本专利技术主要的设计思想是采用主从式处理器架构将电源电路中的数字 部分和模拟部分相分离，并通过隔离电路进行隔离，从而提高电源系统整体抗干扰性和安 全性。图1为本专利技术所设计精密数字电源的电路结构图。如图所示，该精密数字电源由 数字控制部分119、数字隔离电路113和模拟输出控制部分120构成。所述数字控制部分119包括第一控制器110、外围接口 109、键盘控制电路111和 屏幕显示电路112。其中，第一控制器110为该数字控制部分119的核心控制部件，用以对 整个数字控制部分119中的各个部件进行控制。可以用来作为此处第一控制器110的处理 器形式有很多，如常见的DSP处理器、MCU处理器等，均可用来作为该电路中的第一控制器。 所述外围接口 109、键盘控制电路111和屏幕显示电路112分别与该第一控制器110相连 接。所述外围接口 109用以连接上位机或网络，使用户可以通过发命令等方式来远程控制 和监控电源。该外围接口 109可以包括RS232、GPIB、USB、LAN等接口形式。所述键盘控制 电路111是人机交互最直接最常用的方式，用户可通过键盘控制电源的输出以及进行其它 功能的设置。所述屏幕显示电路112用以监控电源的参数和状态，包括设置参数、输出参数、输出状态等等。所述模拟输出控制部分120包括第二控制器114、DAC参考电压输出电路116、ADC 检测电路115和模拟输出电路117。其中，第二控制器114为该模拟输出控制部分120的 核心控制部件，用以对整个模拟输出控制部分120中的各个部件进行控制。该第二控制器 114 一路通过所述DAC参考电压输出电路116将第二控制器114发出的数字信号转换为模 拟输出电路117处理的模拟信号，并由模拟输出电路117进行输出。该第二控制器114另 一路则通过ADC检测电路115将模拟输出电路117实际输出的电压、电流等模拟信号转换 为数字信号，并反馈回第二控制器114。另外，所述模拟输出电路117还通过一路直接将其 过压、过流保护信号发送给第二控制器114。所述第一控制器110和第二控制器114通过所述数字隔离电路113实现数据交互。上述结构的精密数字电源将现有精密数字电源中由单个处理器完成的功能分作 两个处理器来完成。由第一控制器Iio负责数字控制部分119方面的信号处理，由第二控 制器114负责模拟输出控制部分120方面的信号处理。这样，可以将对需要高速数据处理 的接口数据流的处理，在数字控制部分119即可完成。而数字控制部分119与模拟输出控 制部分120之间所需的数据传输量就降到很小，通过一般的串行通信方式即可实现。这样 在第一控制器110和第二控制器114之间设置数字隔离电路113，就既可以满足电源对数字 和模拟部分进行电路隔离的要求，又可以满足外围接口对数据流处理能力的要求。可见，通 过上述本专利技术所提出的电源结构的改造，可以有效的解决现有技术中所存在的问题，提供 一种数据处理能力强且具有良好抗干扰性的精密数字电源。应当指出，在本实施例中所述第二控制器114采用的是FPGA处理器。这主要是因 为FPGA处理器接口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精密数字电源，其特征在于：该精密数字电源包括数字控制部分、数字隔离电路和模拟输出控制部分；所述数字控制部分包括第一控制器、外围接口、键盘控制电路和屏幕显示电路；所述第一控制器为该数字控制部分的核心控制部件，用以对整个数字控制部分中的各个部件进行控制；所述外围接口、键盘控制电路和屏幕显示电路分别与该第一控制器相连接；所述模拟输出控制部分包括第二控制器、ＤＡＣ参考电压输出电路、ＡＤＣ检测电路和模拟输出电路；所述第二控制器为该模拟输出控制部分的核心控制部件，用以对整个模拟输出控制部分中的各个部件进行控制；该第二控制器一路通过所述ＤＡＣ参考电压输出电路与模拟输出电路相连；该第二控制器另一路通过所述ＡＤＣ检测电路与模拟输出电路相连；所述模拟输出电路还通过一路直接与该第二控制器相连；所述第一控制器和第二控制器通过所述数字隔离电路实现数据交互。

【技术特征摘要】
1.一种精密数字电源，其特征在于该精密数字电源包括数字控制部分、数字隔离电 路和模拟输出控制部分；所述数字控制部分包括第一控制器、外围接口、键盘控制电路和屏幕显示电路；所述第 一控制器为该数字控制部分的核心控制部件，用以对整个数字控制部分中的各个部件进行 控制；所述外围接口、键盘控制电路和屏幕显示电路分别与该第一控制器相连接；所述模拟输出控制部分包括第二控制器、DAC参考电压输出电路、ADC检测电路和模拟 输出电路；所述第二控制器为该模拟输出控制部分的核心控制部件，用以对整个模拟输出 控制部分中的各个部件进行控制；该第二控制器一路通过所述DAC参考电压输出电路与模 拟输出电路相连；该第二控制器另一路通过所述ADC检测电路与模拟输出电路相连；所述 模拟输出电路还通过一路直接与该第二控制器相连；所述第一控制器和第二控制器通过所述数字隔离电路实现数据交互。2.如权利要求1所述的精密数字电源，其特征在于所述模拟输出电路具有至少两路 输出通道；在所述DAC参考电压输出电路与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王悦，王铁军，李维森，
申请(专利权)人：北京普源精电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11