專利名稱：一種高精度程控電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電子檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高精度程控電源，主要用于為檢測
系統(tǒng)提供標準電源，并具有輸出極性自動換向功能。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展，電源應(yīng)用越來越廣泛，種類也層出不窮，但仍有新的需 求不斷提出。例如，進行有極性器件(如LED)的電參數(shù)檢測時，標準電源在滿足快速、高精 度測試需求的同時，需要輸出動態(tài)范圍大、輸出電壓/電流可程控設(shè)置、輸出極性可程控變 換，并具有自檢測、故障報警、可視化人機交互、串口通訊等功能，軟件系統(tǒng)直觀易用。既可 作為搭載儀器用于各類在線檢測系統(tǒng)，亦可用于離線檢測系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是提供一種高精度程控電源。 本實用新型包括微處理器模塊、人機交互模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、高精密多級運放模 塊、恒流源模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、輸出極性自動換向模塊、串口通訊模塊和自檢報警模塊。人 機交互模塊、輸出極性自動換向模塊、串口通訊模塊和自檢報警模塊分別與微處理器模塊 連接，微處理器模塊通過D/A轉(zhuǎn)換模塊與高精密多級運放模塊連接，恒流源模塊通過A/D轉(zhuǎn) 換模塊與微處理器模塊連接，高精密多級運放模塊與恒流源模塊連接。 人機交互模塊包括液晶顯示和鍵盤陣列子模塊。 高精密多級運放模塊包括順序連接的跟隨級子模塊、一級精密放大子模塊和二級 精密放大子模塊。 恒流源模塊包括恒流輸出子模塊，功放子模塊和短路/開路保護子模塊分別與恒 流輸出子模塊連接。 輸出極性自動換向模塊由五個場效應(yīng)管、兩個采樣電阻以及一對輸出電極組成。 本實用新型的工作原理微處理器模塊完成硬件初始化工作，在人機交互模塊通 過鍵盤設(shè)置電源所需的輸出值、輸出極性是否自動換向等參數(shù)，確認后微處理器模塊將設(shè) 置值輸出到D/A轉(zhuǎn)換模塊，再經(jīng)高精密多級運放模塊、恒流源模塊輸出，啟動A/D轉(zhuǎn)換模塊 采樣輸出值，應(yīng)用智能PID控制技術(shù)，對設(shè)定值和輸出值的偏差進行修正，直到滿足控制精 度，獲得高精度的輸出電流/電壓值。若輸出極性需要自動換向，微處理器模塊通過判斷A/ D采樣值的大小，確定被測對象的極性，并按設(shè)定要求換向。另外，設(shè)置有串口通訊模塊，電 源支持PC機對其進行相關(guān)參數(shù)設(shè)置，可以方便地作為搭載儀器用于各類在線檢測系統(tǒng)。自 檢報警模塊保證了系統(tǒng)具備自檢測、故障報警等智能功能。 本實用新型采用智能PID控制技術(shù)，為檢測系統(tǒng)提供一種精度高、低噪聲、價格低 并具有自檢測、故障報警等智能功能的標準電源，并具有可視化人機交互、輸出極性自動換 向、串口通訊等功能，軟件系統(tǒng)直觀易用?？勺鳛榇钶d儀器用于各類在線檢測系統(tǒng)，亦可用 于離線檢測系統(tǒng)。
圖1為本實用新型原理結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1中高精密多級運放模塊原理結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖1中恒流源模塊原理結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為圖1中輸出電極自動換向模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式如圖1所示，本實用新型包括微處理器模塊1、人機交互模塊2、D/A轉(zhuǎn)換模塊3、高 精密多級運放模塊4、恒流源模塊5、A/D轉(zhuǎn)換模塊6、輸出極性自動換向模塊7、串口通訊模 塊8和自檢報警模塊9。其中人機交互模塊2包括液晶顯示和鍵盤陣列子模塊。人機交互 模塊2、輸出極性自動換向模塊7、串口通訊模塊8和自檢報警模塊9分別與微處理器模塊 1連接，微處理器模塊1通過D/A轉(zhuǎn)換模塊3與高精密多級運放模塊4連接，恒流源模塊5 通過A/D轉(zhuǎn)換模塊6與微處理器模塊1連接，高精密多級運放模塊4與恒流源模塊5連接。 如圖2所示，高精密多級運放模塊4包括順序連接的跟隨級子模塊4-l、一級精密 放大子模塊4-2和二級精密放大子模塊4-3。 如圖3所示，恒流源模塊5包括恒流輸出子模塊5-3，功放子模塊5-1和短路/開 路保護子模塊5-2分別與恒流輸出子模塊5-3連接。 如圖4所示，輸出極性自動換向模塊7由5個場效應(yīng)管Ql Q5、兩個采樣電阻Rw 和RS2以及一對輸出電極1、1'組成。 本實施例中，微處理器模塊1完成硬件初始化工作，通過人機交互模塊1的鍵盤設(shè) 置電源所需的輸出值、輸出極性是否自動換向等參數(shù)，確認后微處理器模塊將設(shè)置值輸出 到D/A轉(zhuǎn)換模塊3，再經(jīng)高精密多級運放模塊4，由跟隨級子模塊4-l、一級精密放大子模塊 4-2和二級精密放大子模塊4-3完成一級跟隨和兩級精密放大，恒流源模塊5通過功放子模 塊5-1完成功率放大，短路/開路保護子模塊5-2完成相關(guān)保護，恒流輸出子模塊5-3完成 恒流輸出，啟動A/D轉(zhuǎn)換模塊6通過采樣電阻采樣輸出值，應(yīng)用模糊自適應(yīng)PID控制技術(shù)， 對設(shè)定值和輸出值的偏差進行修正，直到滿足控制精度、獲得高精度的輸出電流/電壓值。 若系統(tǒng)設(shè)置為輸出極性不需要自動換向，則微處理器模塊1向CTR1和CTR5發(fā)出 控制命令，開啟Ql和Q5，信號流向為"V+ — Ql — 1 — 1' — RS2 — Q5 — GND"，輸出電極 方向固定，不進行換向。當系統(tǒng)設(shè)置為輸出極性需要自動換向，則微處理器模塊l通過判 斷A/D轉(zhuǎn)換模塊6的采樣值大小，確定被測對象的極性，并按設(shè)定要求換向，如圖4，換向 過程為當微處理器模塊1向CTR1和CTR4發(fā)出控制命令時，Ql和Q4開啟，信號流向為 "V+ — Ql — 1 — 1' — RS1 — Q4 — GND";當微處理器模塊1向CTR1和CTR4發(fā)出控制命令 時，Q2和Q3開啟，信號流向為1+ —Q3 —RS1— 1'— 1 — Q2 — GND"，輸出電極實現(xiàn)換向。 此外，可通過PC機和串口通訊模塊8進行相關(guān)參數(shù)設(shè)置，方便地作為搭載儀器應(yīng) 用于各類在線檢測系統(tǒng)。通過自檢報警模塊9實現(xiàn)了系統(tǒng)的自檢測、故障報警等智能功能。
權(quán)利要求一種高精度程控電源，包括微處理器模塊、人機交互模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、高精密多級運放模塊、恒流源模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、輸出極性自動換向模塊、串口通訊模塊和自檢報警模塊，其特征在于人機交互模塊、輸出極性自動換向模塊、串口通訊模塊和自檢報警模塊分別與微處理器模塊連接，微處理器模塊通過D/A轉(zhuǎn)換模塊與高精密多級運放模塊連接，恒流源模塊通過A/D轉(zhuǎn)換模塊與微處理器模塊連接，高精密多級運放模塊與恒流源模塊連接；所述的人機交互模塊包括液晶顯示和鍵盤陣列子模塊；所述的高精密多級運放模塊包括順序連接的跟隨級子模塊、一級精密放大子模塊和二級精密放大子模塊；所述的恒流源模塊包括恒流輸出子模塊，功放子模塊和短路/開路保護子模塊分別與恒流輸出子模塊連接；所述的輸出極性自動換向模塊由五個場效應(yīng)管、兩個采樣電阻以及一對輸出電極組成。
專利摘要本實用新型涉及一種高精度程控電源。目前電源新的需求不斷提出。本實用新型包括微處理器模塊、人機交互模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、高精密多級運放模塊、恒流源模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、輸出極性自動換向模塊、串口通訊模塊和自檢報警模塊。人機交互模塊、輸出極性自動換向模塊、串口通訊模塊和自檢報警模塊分別與微處理器模塊連接，微處理器模塊通過D/A轉(zhuǎn)換模塊與高精密多級運放模塊連接，恒流源模塊通過A/D轉(zhuǎn)換模塊與微處理器模塊連接，高精密多級運放模塊與恒流源模塊連接。本實用新型采用智能PID控制技術(shù)，是一種精度高、低噪聲、價格低并具有自檢測、故障報警等智能功能的標準電源，并具有可視化人機交互、輸出極性自動換向、串口通訊等功能。
文檔編號G05F1/46GK201528272SQ20092019935
公開日2010年7月14日 申請日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者薛凌云, 黃偉 申請人:杭州電子科技大學(xué)