双向连续可调的稳压电源制造技术

本实用新型专利技术涉及双向连续可调的稳压电源。本实用新型专利技术的高性能双向连续可调的稳压电源，包括：开关电源模块，用于将输入电源的电压转化为正负两路可变电压；第一线性稳压模块和第二线性稳压模块，用于将开关电源模块输出的正负两路可变电压进一步稳压；MCU单片机控制模块，用于检测和控制第一线性稳压模块和/或第二线性稳压模块的输入和输出电压；隔离模块，用于对第一线性稳压模块的可变负电压进行隔离；所述MCU单片机控制模块通过隔离模块与第一线性稳压模块电连接，向其发送片选及DAC信号；所述MCU单片机控制模块与第二线性稳压模块电连接，向其发送片选及DAC信号；所述MCU单片机控制模块与开关电源模块电连接，向其发送电源开关、片选及DAC信号。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及稳压电源，具体涉及高性能的双向连续可调的稳压电源。
技术介绍
根据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类线性稳压电源和开关稳压电源。线性稳压电源，是指调整管工作在线性状态下的稳压电源。而在开关电源中则不一样，开关管(在开关电源中，我们一般把调整管叫做开关管)是工作在开、关两种状态下的开——电阻很小；关——电阻很大。开关电源是一种比较新型的电源。它具有效率高，重量轻，可升、降压，输出功率大等优点。但是由于电路工作在开关状态，所以噪声比较大。为满足一些设备的特殊需求，例如B超探头等医疗设备，常常需要使用正负双向 的稳压电源。目前市面上的已有的正负双向线性稳压电源一般是输入电压固定，通常可调范围在十几伏内。由于其输入电压固定，如果可调范围较大的话，效率则变得很低，不能实现正负双向大范围的可调。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种双向连续可调的稳压电源，实现电压正负双向大范围的可调。为了解决上述技术问题，本技术的主要思路是通过单片机控制，将开关电源和线性稳压电源两者有机的结合起来，使之既有开关电源高效，隔离和多路输出实现的特点，又有线性稳压纹波小，电气性能好的特点；同时通过单片机的管理，实现了开关电源输出电压(即线性稳压模块的输入电压)和线性稳压模块的输出电压同步可调，从而实现了高效率；另外通过单片机对开关电源输出的正负两路电压进行检测和调整，实现了高效率的正负双向大范围的电压调节。本技术采用的技术方案是，一种双向连续可调的稳压电源，接于输入电源，包括开关电源模块，其输入端电连接于输入电源，用于将输入电源的电压转化为正负两路可变电压；第一线性稳压模块，用于将开关电源模块输出的正负两路可变电压中的负电压进一步稳压；第二线性稳压模块，用于将开关电源模块输出的正负两路可变电压中的正电压进一步稳压；单片机控制模块，用于检测和控制第一线性稳压模块和/或第二线性稳压模块的输入和输出电压；隔离模块，用于对第一线性稳压模块的可变负电压控制信号进行隔离；所述单片机控制模块通过隔离模块与第一线性稳压模块电连接以进行稳压调整控制；所述单片机控制模块与第二线性稳压模块电连接以进行稳压调整控制；所述单片机控制模块与开关电源模块电连接以进行电压调整控制。进一步的，所述第一线性稳压模块至少包括负端基准电压模块、数模转换DAC模块、负端比较放大模块和调整模块，所述的负端基准电压模块、数模转换DAC模块、负端比较放大模块和调整模块顺次连接；所述单片机控制模块向第一线性稳压模块发送片选及DAC信号进行第一线性稳压模块稳压控制，所述单片机控制模块发送的片选及DAC信号经过隔离模块隔离后，发送至数模转换DAC模块进行数模转换，同时负端基准电压模块从开关电源模块的输出端取负端的基准电压，该基准电压通过数模转换DAC模块、负端比较放大模块和调整模块进行稳压调整；具体的，单片机控制模块向第一线性稳压模块发送片选及DAC信号以进行稳压控制，是先将片选信号置为低电平(默认情况下，该片选信号是高电平)，使能数模转换DAC模块，然后数模转换DAC模块接收DAC信号中的时钟信号以及DAC信号的数据信息，然后数模转换DAC模块对新数据进行锁存，这样就改变了基准电压，并通过负端比较放大模块和调整模块进行稳压调整。所述第二线性稳压模块至少包括正端基准电压模块、数模转换DAC模块、正端比 较放大模块和调整模块，所述的正端基准电压模块、数模转换DAC模块、正端比较放大模块和调整模块顺次连接；所述单片机控制模块向第二线性稳压模块发送片选及DAC信号进行第二线性稳压模块稳压控制，所述单片机控制模块将片选及DAC信号发送至数模转换DAC模块进行数模转换，同时正端基准电压模块从开关电源模块的输出端取正端的基准电压，该基准电压通过数模转换DAC模块、正端比较放大模块和调整模块进行稳压调整；单片机控制模块对第二线性稳压模块进行稳压控制的具体步骤同对第一线性稳压模块的稳压控制。所述开关电源模块包括输入电路、PWM控制器模块、数模转换DAC模块、输出电压采样电路、基准比较放大电路、输出电路，所述输入电路、PWM控制器模块、数模转换DAC模块、输出电压采样电路、基准比较放大电路、输出电路顺次连接；所述输出电路通过正激电路和反激电路输出正负两路可变电压；所述单片机控制模块通过向开关电源模块发送电源开关、片选及DAC信号进而对该开关电源模块进行电压调整控制。本技术的开关电源模块采用推挽电路，其PWM控制器模块是具有可编程斜率补偿的电流模式推挽PWM，具体型号是UCC28084。单片机控制模块对开关电源模块进行稳压控制的具体步骤同对第一线性稳压模块的稳压控制。进一步的，上述的数模转换DAC模块包括DAC芯片、第I电阻、第2电阻、第3电阻、第4电阻、第5电阻、第6电阻、第I电容，DAC芯片的VOUT引脚接基准比较放大电路输出的基准电压，DAC芯片的GND引脚接地、第I电容的一端、第2电阻的一端、第3电阻的一端、第4电阻的一端，DAC芯片的AVDD/VREF引脚接电源和第I电容的另一端，DAC芯片的DIN引脚接第6电阻的一端和第3电阻的另一端，第6电阻的另一端接单片机控制模块的TRCCLK引脚，DAC芯片的SCLK引脚接第5电阻的一端和第4电阻的另一端，第5电阻的另一端接单片机控制模块的TRCIOC引脚，DAC芯片的SYNC引脚接第I电阻的一端和第2电阻的另一端，第I电阻的另一端接单片机控制模块的TXDl引脚。本技术的DAC芯片采用型号为DAC6311的DAC芯片。进一步的，所述单片机控制模块控制第一线性稳压模块和/或第二线性稳压模块的输入和输出电压，具体是设置单片机控制模块的电压设置信号输入端口的参数，对比检测到的第一线性稳压模块和/或第二线性稳压模块的输入和输出电压，并通过单片机控制模块输出的片选及DAC信号对该输入和输出电压进行控制,保证第一线性稳压模块和/或第二线性稳压模块的输入电压比第一线性稳压模块和/或第二线性稳压模块的输出电压始终高于一设定值。为考虑效率和性能，优选的，该设定值为5V。进一步的，所述隔离模块是由光耦及其外围电路组成，对片选及DAC信号进行隔离。具体是采用光耦和/或光耦隔离芯片进行隔离，本技术中为了以最小的成本获得最大的效果，采用光耦PS2701和光耦隔离芯片IS07220A共同对片选及DAC信号进行隔离。本技术采用上述结构，与现有技术相比，具有以下优点I.本技术将开关电源和线性稳压电源两者有机的结合起来，使之既有开关 电源高效，隔离和多路输出实现的特点，又有线性稳压纹波小，电气性能好的特点，具体来说，与传统的线性稳压电源比较，工作效率较高，发热量少，有助于电源的小型化；与一般的开关电源相比，输出纹波小，在输出100V时，电压纹波可以在几十mV内，动态响应好，且电源信号干扰小，适用于对电源性能要求较高的系统；2.本技术中，由开关电源输出正负两路的可变电压，通过单片机输出的片选及DAC信号对这两路可变电压进行检测和调整，从而实现高效率的正负双向大范围的电压调节；3.本技术通过单片机的管理，实现了开关电源输出电压(即线性稳压模块的输入电压)和线性稳压模块的输出电压同步可调，从而实现了高效率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双向连续可调的稳压电源，接于输入电源，其特征在于：包括：开关电源模块，其输入端电连接于输入电源，用于将输入电源的电压转化为正负两路可变电压；第一线性稳压模块，用于将开关电源模块输出的正负两路可变电压中的负电压进一步稳压；第二线性稳压模块，用于将开关电源模块输出的正负两路可变电压中的正电压进一步稳压；单片机控制模块，用于检测和控制第一线性稳压模块和/或第二线性稳压模块的输入和输出电压；隔离模块，用于对第一线性稳压模块的可变负电压控制信号进行隔离；所述单片机控制模块通过隔离模块与第一线性稳压模块电连接以进行稳压调整控制；所述单片机控制模块与第二线性稳压模块电连接以进行稳压调整控制；所述单片机控制模块与开关电源模块电连接以进行电压调整控制。

【技术特征摘要】
1.一种双向连续可调的稳压电源，接于输入电源，其特征在于包括 开关电源模块，其输入端电连接于输入电源，用于将输入电源的电压转化为正负两路可变电压； 第一线性稳压模块，用于将开关电源模块输出的正负两路可变电压中的负电压进一步稳压； 第二线性稳压模块，用于将开关电源模块输出的正负两路可变电压中的正电压进一步稳压； 单片机控制模块，用于检测和控制第一线性稳压模块和/或第二线性稳压模块的输入和输出电压； 隔离模块，用于对第一线性稳压模块的可变负电压控制信号进行隔离； 所述单片机控制模块通过隔离模块与第一线性稳压模块电连接以进行稳压调整控制；所述单片机控制模块与第二线性稳压模块电连接以进行稳压调整控制；所述单片机控制模块与开关电源模块电连接以进行电压调整控制。2.根据权利要求I所述的稳压电源，其特征在于 所述第一线性稳压模块至少包括负端基准电压模块、数模转换DAC模块、负端比较放大模块和调整模块，所述的负端基准电压模块、数模转换DAC模块、负端比较放大模块和调整模块顺次串接；所述单片机控制模块向第一线性稳压模块发送片选及DAC信号进行第一线性稳压模块稳压控制，所述单片机控制模块发送的片选及DAC信号经过隔离模块隔离后，发送至数模转换DAC模块进行数模转换，同时负端基准电压模块从开关电源模块的输出端取负端的基准电压，该基准电压通过数模转换DAC模块、负端比较放大模块和调整模块进行稳压调整； 所述第二线性稳压模块至少包括正端基准电压模块、数模转换DAC模块、正端比较放大模块和调整模块，所述的正端基准电压模块、数模转换DAC模块、正端比较放大模块和调整模块顺次连接；所述单片机控制模块向第二线性稳压模块发送片选及DAC信号进行第二线性稳压模块稳压控制，所述单片机控制模块将片选及DAC信号发送至数模转换DAC模块进行数模转换，同时正端基准电压模块从开关电源模块的输出端取正端的基准电压，该基准电压通过数模转换DAC模块、正端比较放大模块和调整模块进行稳压调整； 所述开关电源模块包括输入电路、PWM控制器模块、数模转换DAC模块、输出电压米样电路、基准比较放大电路、输出电路，所述输入电路、PWM控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：江华荣，刘杰良，谢浩琳，
申请(专利权)人：厦门巨益科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：