專利名稱：智能數控電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電源，具體地說是一種具有多種輸出的智能數控的電源。
背景技術：
電源在一些學生實驗和科學實驗中是一種不可缺少的設備，雖然目前市場上所使用的電源的種類很多，可通過旋鈕調節輸出電壓和輸出電流，具有短路保護功能，但大部分用指針式電壓表和電流表顯示電壓值和電流值，一些先進的用數碼·管顯示，顯示信息量少；大部分用鐵芯變壓器作為電壓變換器，體積大質量重；保護電路大都使用熔絲保護，更換熔絲費時費力；最主要的缺點是只能輸出直流或交流，輸出較為單一，如此便限制了電源的多功能性。
發明內容本實用新型電源的設計目的在于避免普通電源的單一性，而提供一種具有多種輸出和更大的信息量顯示的裝置。采用的技術方案設備包括外殼體、電源線、插線端孔、USB插孔、電路板、LCD顯示屏、按鍵和開關電源。電路板固定在外殼體內，開關電源固定安裝在電路板上，三個插線端孔和USB插孔的導線與電路板上的輸出端連接。特征在于在外殼體的前板面的左部設有電源顯示窗口，可顯示電壓、電流、波形、頻率、定時時間、短路報警等內容；在外殼體的左板面設有功能轉換鍵、電壓增大鍵、電壓減小鍵、電流增大鍵、電流減小鍵、頻率增大鍵、頻率減小鍵、電壓回零鍵、定時按鍵，每個按鍵下方都有導光條。電路板上包括正負電源電路、顯示電路、報警電路、按鍵電路、D/A轉換及放大電路。本設計中，以單片機為控制核心，可通過電源各功能按鍵實現對輸出的電壓、電流、輸出波形，頻率以及定時時間進行調節，所設定的數值顯示在LCD顯示屏上，對于直流電設定數值被處理后送到相應數模轉換器，再經過放大并輸出即可。對于方波電壓、鋸齒波電壓和正弦交流電壓單片機內存有方波電壓、鋸齒波電壓和正弦交流電壓的函數，當需要輸出時，單片機直接調用其函數處理后送入相應數模轉換器，再經過放大并輸出，從而得到相應電壓。本電源還有過載保護功能，當負載電流超過設定電流時，關閉輸出，同時屏幕上出現報警符號，報警電路發出報警聲，除去負載報警消失。本實用新型的有益效果在于與目前各類電源相比，不僅能夠實現數字控制輸出，而且能夠輸出方波電壓、鋸齒波電壓、正弦交流電多種波形，另有過載報警功能，并可通過液晶屏實時顯示當前電壓、電流、波形、頻率、短路報警、定時時間等信息，可廣泛作為學生電源、科學實驗電源使用。
圖I為本實用新型電源的結構主視局剖示意圖；[0009]圖2為本實用新型電源的電原理圖。
具體實施方式
參照圖I對本發明作進一步描述。該智能數控電源，包括外殼體14、電源線18、正插線端孔2、中性插線端孔3、負插線端孔4、USB插孔17、電路板15、IXD顯示屏I、功能轉換鍵11、電壓增大鍵5、電壓減小鍵8、電流增大鍵6、電流減小鍵9、頻率增大鍵7、頻率減小鍵10、電壓回零鍵12、定時按鍵13和電路板15。電路板固定在外殼體內，三個插線端孔和USB插孔的導線從電路板上的輸出端連接，外殼體的上板面的左部的IXD顯示屏1，可顯示電壓、電流、波形、頻率、定時時間、短路報警等內容；在正插線端孔2、負插線端孔4間接線可以輸出直流電壓，按下電壓增大鍵5或電壓減小鍵8可調節輸出電壓的大小，按下電流增大鍵6或電流減小鍵9可調節輸出電流的大小；在正插線端孔2和中性插線端孔4間接線可以輸出正弦交流電、方波電壓、鋸齒形電壓，按下頻率增大鍵7或頻率減小鍵10，可調節 輸出頻率，其輸出類型可由功能轉換鍵11得到；USB插孔17固定輸出5V、500mA ;按下電壓回零鍵12可使輸出電壓回零；定時按鍵13可定時輸出，超過設定時間自動關閉輸出；每個按鍵下方都加有導光條16。圖2是該電源電氣原理圖，電路板上包括正負電源電路I、顯示電路2、報警電路5、按鍵電路4、D/A轉換及放大電路3。正負電源電路由電阻R4、電阻R5、穩壓二極管ZD1、穩壓二極管ZD2、三極管VT1、三極管VT2組成。R4的一個管腳接開關電源的正極，另一個管腳接穩壓二極管ZDl的陰極，穩壓二極管ZDl的陽極接三極管VTl的基極，VTl的集電極接開關電源的正極。電阻R5的一個管腳接三極管VTl的發射極，另一個管腳接穩壓二極管ZD2的陰極，穩壓二極管ZD2的陽極接三極管VT2的基極，VT2的集電極接VTl的發射極，VT2的發射極接電阻Rl的一端。顯示電路由液晶屏LCD12864、電位器R8組成。液晶屏LCD12864的DB0 DB7對應接單片機的P3. 0 Ρ3· 7 口，Vout和CS置空，RST接單片機Ρ2. 7 口，PSB接Ρ2. 6 口，E (CSK)接 Ρ2. 5 口，R/W(SID)接 P2.4 口，RS (CS)接 P2.3 口。VDD 和 BLA 接 5V 電源，VO 接電位器調節端，BLK和VSS接地，電位器另兩端，分別接地和接5V。報警電路由三極管VT3、電阻R3、蜂鳴器Buzzer組成。蜂鳴器正極接5V，負極接VT3的集電極，VT3發射機接地，電阻R7 —端接單片機P2. 2，另一端接VT3基極。當電流超過設定值后，P2. 2變為低電平，三極管VT3導通，蜂鳴器Buzzer發出聲音。按鍵電路由按鍵SWl SW9組成，SWl SW7對應接單片機Pl. ΓΡ1. 7，SW8接Ρ2. 0，SW9接Ρ2. I。當有按鍵被按下的時候，單片機會檢測到按鍵的數值信息。D/A轉換及放大電路由D/A芯片、電阻R2、電阻R3、功率放大器OTL組成，D/A芯片的DI(TDI7腳對應接單片機PO. (ΓΡ0. 7，D/A芯片的輸出腳9接功率放大器OTL的正輸入端，電阻R2的一個管腳接功率放大器OTL的負輸入端，另一管腳接地，電阻R3的一個管腳接功率放大器OTL的輸出端，另一管腳接功率放大器OTL的負輸入端。為了降低電源溫度，在外殼體I內設有散熱風扇。本發明的工作原理如下220V市電通過開關電源得到5V-500mA和32V-2A輸出兩路電壓，5V用來給單片機供電和和對外5V固定輸出，32V電壓調節后作為輸出電壓。[0020]32V電壓經過正負電源電路得到正負16V電壓，COM端為零電位參考點，直接與中性端插孔通過導線連接；MCU通過PO 口調節D\A的電壓信號，功率放大器OTL將電壓信號轉換成輸出電壓，其輸出端通過導線與正插線端口 2連接。默認輸出為直流電壓，若要得方波電壓，按下功能轉換鍵，顯示屏上顯示“輸出方波電壓”，此時MCU的PO 口的數值會在O與[電壓設定值](f是電壓轉換系數)之間周期性變換，從而D\A輸出方波。經過功率放大器OTL變為輸出電壓，輸出周期可 通過頻率加、減鍵設定。若要得鋸齒形電壓，按下功能轉換鍵，顯示屏上顯示“輸出鋸齒電壓”，此時MCU的PO 口的數值周期性的變化前半周期P0=k*t (k是設定系數，t是時間，PO加到設定值時，時間t置零，執行后半周期)，后半周期PO= [PO的設定值]-k*t，減到零時后半周期結束。如此循環，從而D\A輸出鋸齒波，經過功率放大器OTL變為鋸齒電壓，輸出周期可通過頻率加、減鍵設定；若要得到正弦電流，按下功能轉換鍵，顯示屏上顯示“輸出正弦交流電”，此時MCU的PO 口的數值周期性的變化P0=A*sin (wt) +A/2 (A是設定電壓，A=16V, w是角頻率，t是時間，一個周期后，t回零)，從而D\A輸出正弦波，經過功率放大器OTL變正弦電壓，將接地口換為COM 口后輸出電壓變為標準正弦交流電，輸出周期可通過頻率加、減鍵設定。當電源接上負載后，電流流過電阻Rl產生壓降，MCU的內部A\D將Rl兩端的電壓處理后顯示在液晶屏上，即為電流信息。當超過設定值時，單片機做出反應，PO數值變小，輸出電壓降低，已達到過載保護的目的。同時液晶屏上閃爍出現“負載過大”字樣。P2.2變為低電平，三極管VT3導通，蜂鳴器Buzzer發出聲音，提醒使用者負載電流超過設定值。
權利要求1.一種智能數控電源，以單片機為控制核心，通過數模轉換將數字量轉化成模擬量，在經過功率放大得到所需電壓，其特征是利用LCD顯示屏作為電源顯示窗口，在外殼體的左板面設有功能轉換鍵、電壓增大鍵、電壓減小鍵、電流增大鍵、電流減小鍵、頻率增大鍵、頻率減小鍵、電壓回零鍵、定時按鍵，每個按鍵下方都有導光條，電源內部電路板上包括正負電源電路、報警電路、按鍵電路、D/A轉換及放大電路。
2.根據權利要求I所述的智能數控電源，其特征是電源內部無信號源，單片機內存有方波電壓、鋸齒波電壓和正弦交流電壓的函數，當需要輸出時，單片機直接調用其函數處理后送入相應數模轉換器，再經過放大輸出，從而得到相應電壓 。
專利摘要本實用新型涉及一種智能數控電源，由外殼體、電源線、插線端孔、USB插孔、電路板、LCD顯示屏、按鍵和開關電源等組成。本電源以單片機為控制核心，單片機內存有方波電壓、鋸齒波電壓和正弦交流電壓的函數，當需要輸出時，單片機直接調用其函數處理后送入相應數模轉換器，再經過放大輸出，得到不同的輸出電壓，廣泛用于學生實驗、科學試驗，實時監控工作過程，不會因為人的誤操作造成電源損壞。
文檔編號H02H3/04GK202488341SQ20122008750
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月10日 優先權日2012年3月10日
發明者田慶華, 黃華幀, 黃曉波 申請人:德州學院