一種可調式電源電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明主要是關于信號源進行放大的電源電路，更確切地說，是提出了一種可調式的電源電路，使輸出的電壓能夠按照預期的放大水準進行調節。
【背景技術】
[0002]在常規的集成電路設計和封裝測試領域中，每個晶圓商家或者封裝測試商家因為設備采購時間的前后性，以及測試設備供應商各自測試機臺型號配備源的側重不一樣，大多數設備廠商的測試設備輸出的電壓源只能提供0-50V或0-40V或0-20V這樣的電壓源。隨著電子產品的多樣化，例如現在市面上的LED驅動集成電路，如果試圖測試這種驅動集成電路的工作電壓值或過壓保護電壓值0VP等類似的電壓測試項目，則它們要求的電壓完全可能在40-100V之間，也就是說，當前設備廠商的測試設備輸出的電壓源不能完全覆蓋實際所需的所有電壓范圍。在現有技術面臨的這種情況下，為使測試設備利用得到擴展，而且測試裝置具備通用性和具有性能穩定可靠的特點，以及對工程技術人員而言能夠實現維護簡便和易于操作的目的，本發明在后文中將介紹所開發的一個在較大電壓范圍內實現輸出電壓值可調的外掛式電源供應裝置或電子設備。
【發明內容】
[0003]在本發明的一個可選實施例中，提出了一種可調式電源電路，包括:工頻變壓器，其初級側繞組接收交流電并在第一次級繞組上產生第一交流電壓；第一橋式整流器，對第一交流電壓進行整流；穩壓二極管，鉗制一個耦合到第一橋式整流器輸出端的第一節點處的電壓以形成第一穩定電壓，并利用該第一穩定電壓作為一個運算放大器的電源電壓；連接在運算放大器反相輸入端和接地端之間的第一電阻和連接在運算放大器輸出端和其反相輸入端之間的第二電阻；連接在運算放大器輸出端和一個輸出節點之間的感測電阻，以及連接在感測電阻的第一端和接地端之間的第一分壓器和連接在感測電阻第二端和接地端之間的第二分壓器；由第一和/或第二分壓器擷取輸出節點的輸出電壓，并由第一和第二分壓器分別在感測電阻第一和二端所對應采樣的電壓計算出流經感測電阻的電流。
[0004]上述的可調式電源電路，一個第一電容器連接在第一橋式整流器的輸出端和接地端之間，降低第一橋式整流器輸出的電壓的紋波。
[0005]上述的可調式電源電路，在工頻變壓器的第二次級繞組上產生第二交流電壓，一個第二橋式整流器對第二交流電壓進行整流，以及一個第二電容器用以降低第二橋式整流器輸出的電壓的紋波；并且一個線性穩壓器的輸入端耦合到第二橋式整流器輸出端以轉換產生一個第二穩定電壓，并利用該第二穩定電壓作為一個處理器的電源電壓。
[0006]上述的可調式電源電路，該處理器擷取第一和第二分壓器分別在感測電阻第一和二端所對應采樣的電壓，藉由處理器計算出流經感測電阻的電流來表征負載電流。
[0007]上述的可調式電源電路，一個第三電容器連接在用線性穩壓器的輸出端和接地端之間，以降低線性穩壓器的輸出的第二穩定電壓的紋波。
[0008]上述的可調式電源電路，在第一橋式整流器的輸出端和第一節點之間連接有一個第三電阻，以將流經第三電阻的電流限定在預設的電流值范圍以內。
[0009]上述的可調式電源電路，在第一節點和運算放大器的電源電壓輸入端之間串聯連接有一個或多個二極管。
[0010]上述的可調式電源電路，在第一節點和運算放大器的電源電壓輸入端之間串聯的一系列二極管中，末尾的一個二極管的陰極和接地端之間連接有一個電容。
[0011]上述的可調式電源電路，需放大的電壓信號源VIN輸入到運算放大器的正相輸入端；使運算放大器輸出的電壓V0滿足VO = VIN(R2/R1+1)，其中設定R2是第二電阻的電阻值以及R1是第一電阻的電阻值，通過改變R2/R1的比值來調節電壓V0。
[0012]在一些可選實施例中，由本文介紹的原理可知，市電AC220V經變壓器初級線圈輸入可降壓變成AC交流電壓(例如65V)從第一組次級線圈輸出，然后經第一橋式整流器整流后通過一個電阻限流后再經穩壓二極管穩壓后提供給運算放大器的電源端。而運放放大器電路是正反饋連接方式，使得VO = VIN(R2/R1+1)，若放大倍數要更改，可適當放大或縮小電阻R2/R1的值。以及市電AC220V經變壓器初級線圈輸入，降壓變成AC交流電壓(例如8V)從第二組次級線圈輸出，然后經第二橋式整流器整流再經譬如三端穩壓管式(例如采用U1L7805)的線性穩壓器LD0后提供給處理器MCU的電源端。運算放大器的輸出電壓經感測電阻(如2W 100歐)及其兩端的采樣和分壓電阻后送給處理器的A/D輸入口，經處理器處理計算后讓顯示模塊(如三位數碼管顯示器)來顯示具體的電壓值，若要知道實際供給負載多少電流，按切換開關指示處理是輸出電壓來顯示還是輸出電流來顯示即可。本發明的目的之一是提供較大范圍幅度電壓值(例如0-100V)的可調外掛式電源裝置，它能滿足目前市場上大部份測試機對電壓源擴展升壓的需求，同時這種電壓源因端口統一簡單明了，便于生產管理識別和維護，電壓源采用不銹鋼外殼屏蔽，在抗震抗壓上有顯著作用。由顯示板、電源板、上蓋和下蓋來組成的箱體，還包括安裝在印制電路板上的測試電路。
[0013]本發明提供的可調外掛式電源裝置由于采用了上述方案，使之與現有技術相比較，具有優點:1、本發明提供較大范圍幅度電壓值的(如0-100V)可調外掛式電源裝置由于采用了限流降壓保護電路，能保護核心集成運算放在電路，延長使用壽命。2、本發明提供較大范圍幅度電壓值的(例如0-100V)由于采用了工頻變壓器轉換電壓，相比其他電源供電方式，輸出電壓紋波小，保證電壓源放大精度的準確性。3、本發明提供較大范圍幅度電壓值的(例如0-100V)由于采用了三位數碼管和電壓電流轉換按鍵，能直觀地顯示實際輸出電壓和電流的大小，易于做出核正比對。4、本發明提供較大范圍幅度電壓值的(如0-100V)由于采用了處理器MCU作電壓電流采樣并且作內部數據處理，運算速度和瞬態響應速度快而且抗干擾性能好。5、本發明0-100V可調外掛式電源裝置外觀簡潔美觀、成本較低、體積小，制作工藝復雜精準，易操作，易于和其他測試設備配合且應用面廣泛。在一個可選的實施例中，我們設定連接到運算放大器的正相輸入端(+IN)的輸入電壓VIN的范圍為不低于3伏。
【附圖說明】
[0014]閱讀以下詳細說明并參照以下附圖之后，本發明的特征和優勢將顯而易見:
[0015]圖1是本發明提供的可調式電源電路的基本架構。
【具體實施方式】
[0016]下面將結合各實施例，對本發明的技術方案進行清楚完整的闡述，但所描述的實施例僅是本發明用作敘述說明所用的實施例而非全部的實施例，基于該等實施例，本領域的技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的方案都屬于本發明的保護范圍。
[0017]參見圖1，是本發明揭示的一種可調式電源電路，包括進行電壓轉換的一個工頻變壓器T，交流市電從母線12和母線14接入到工頻變壓器T的初級側繞組LP的兩端(例如接入到它的同相端和異名端)，工頻變壓器T還包括一個第一次級繞組(LS1)和一個第二次級繞組(LS2)，以將市電交流電壓轉換成有效值不同的交流電，例如我們打算在第一次級繞組LS1上產生第一交流電壓(例如65V的AC交流電壓)和在第二次級繞組LS2上產生第二交流電壓(例如8V的AC交流電壓)。而一個用于整流的第一橋式整流器(BRIDGERECTIFIERS) 101則與第一次級繞組LS1連接，第一橋式整流器101由四個整流二極管構成，第一次級繞組LS1的兩端(例如同相端和異名端)對應分別連接到該第一橋式整流器101的兩個輸入端，該兩個輸入端中的一個是二極管陰極和二極管D 2的陽極互連的節點，輸入端中的另一個是二極管隊的陰極和二極管D 4的陽極互連的節點。此外該第一橋式整流器101中的二極管Di的陽極和二極管03的陽極互連的節點設置為連接到接地端GND，而第一橋式整流器101在它的輸出端也即二極管隊的陰極和二極管D 4的陰極互連的節點處提供第一交流電壓經過整流的直流電壓，但是該直流電壓仍然帶有交流脈動電壓成分。為了得到較為平滑的電壓，還在第一橋式整流器101的輸出端和接地端GND之間連接有一個第一電容器CAUX1，以降低第一橋式整流器101輸出的電壓中的紋波。進一步而言，將一個穩壓二極管ZD的陰極連接到一個第一節點Ni處，該穩壓二極管ZD典型的采用例如齊納二極管，另外也可以在第一節點&和接地端GND之間串聯一個或者多個穩壓二極管ZD來確定和/或改變在第一節點K處產生的一個第一穩定電壓值。所以穩壓二極管ZD的主要功效就是鉗制該耦合到第一橋式整流器101輸出端的第一節點&處的電壓以形成預期的第一穩定電壓，并利用該第一穩定電壓作為一個運算放大器A的電源電壓，從而作為運算放大器A正常運行的工作電壓，其中第一穩定電壓輸送到運算放大器A的電源輸入端。
[0018]在一些可選實施例中，在第一節點&和運算放大器A的電源電壓VCC輸入端之間串聯連接有一個或多個二極管，例如圖中串聯了四個二極管DJP D B以及D D D，它們串聯的方式為上一個二極管的陰極連接到相鄰下一個二極管的陽極，例如該串聯的一系列二極管中首個二極管0八的陽極連接到第一節點&，而第二個二極管DB的陽極則連接到首個二極管DA的陰極，而同時第二個二極管D B的陰極則又連接到相鄰的下一個二極管D ^的陽極，依次類推，最末位的一個二極管Dd的陰極連接到運算放大器A的電源電壓VCC輸入端。為了進一步抑制噪聲干擾，還在運算放大器A的電源電壓VCC輸入端也即電源供應端和接地端GND之間連接有一個電容Q。如果我們選擇啟用一系列串聯的二極管DjP D B以及D D D，則在第一節點K處的電壓值實質上比前后依次串聯連接的二極管Da?Dd之中末尾的一個二極管Dd的陰極處的電壓值要略大，前者和后者的電壓差值大約等于二極管的數量N乘以二極管的正向導通壓降或閾值電壓VTH。不同的二極管類型其正向導通電壓也略有不同，常規硅二極管的正向壓降在約0.6?0.8V，鍺二極管約為0.2?0.3V，肖特基二極管約為
0.15 ?0.45Vo
[0019]參見圖1所示，我們設置一個連接在運算放大器A的反相輸入端