[发明专利]数控直流电源

说明书

技术领域

本发明涉及电子信息行业电源技术领域，尤其涉及一种用数字信号输入来控制输出的数控直流电源。

背景技术

电压电流源是很多仪器设备研制的关键设计之一，电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度，电源在使用时会造成很多不良后果。

普通直流稳压电源品种很多，但均存在以下问题：①输出电压或电流通过粗调(波段开关)及细调(电位器)来调节。这样，当输出电压或电流需要精确输出，或需要在一个小范围内改变时(如1.01～1.02V或1.01～1.02mA)，困难就较大。另外，随着使用时间的增加，波段开关及电位器难免接触不良，对输出会有影响；②显示用机械电压，导致用户所需电压、电流难以准确掌控，在传统的设计方法中，若显示输出是对电压的量化值直接进行译码显示输出，其显示值为D/A变换的输入量，由于D/A变换与功率驱动电路引入的误差，使得显示值与电源实际输出值之间可能出现较大的偏差。传统的多功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。

随着信息化时代的飞速发展，电源设备也逐渐向数字化方向发展，数控电源以其智能化程度高、控制能活、精度高、操作简单方便、人机界面友好等优点在电子装置中越来越广泛的使用。现在的数控电源多采用数模变换器产生基准电压，采用模数转换器采样输出值，对设定值和输出值的偏差进行修正，为了得到精确的输出，有的还采用了模糊自适应PID控制技术，在输出双极性电压时还有输出极性换向电路。

申请人在实现本发明的过程中发现现有数控电源存在如下技术缺陷：其智能化程度低，控制复杂，用户通常难于掌握；并且其结构复杂，不利于后期的保养与维护。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决上述的一个或多个问题，本发明提供了一种数控直流电源，以提高数控直流电源的智能化程度，简化其结构。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种数控直流电源。该数控直流电源包括：控制模块、转发模块、D/A转换模块、功率运放模块、电流档位选择模块、采样模块和模式选择模块。控制模块，用于产生第一数字信号V_in1，并将第一数字信号V_in1发送至转发模块。转发模块，与控制模块相连接，用于将第一数字信号V_in1转发至D/A转换模块。D/A转换模块，其输入端与转发模块相连接，用于将第一数字信号V_in1转换模拟电压VIS。功率运放模块，其第一输入端与D/A转换模块的第一输出端相连接，其第二输入端接地。电流档位选择模块，其输入端与功率运放模块的输出端相连接，其输出端与数控直流电源的输出端相连接，用于输出第一数字信号V_in1对应的输出电压V_O或输出电流I_O。采样模块包括电流采样单元和电压采样单元，其中：电流采样单元的两输入端分别与电流档位选择模块的输入端和输出端相连接，其输出端连接至模式选择模块的第一端口；电压采样单元的输入端与数控直流电源的负载相连接，其输出端连接至模式选择模块的第二端口。模式选择模块，其第三端口连接至功率运放模块的第二输入端口，在电压源工作模式下，将第二端口连接至第三端口；在电流源工作模式下，将第一端口连接至第三端口。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的数控直流电源采用由D/A转换模块提供基准电压再通过功率运放模块输出，从输出采样反馈至功率运放模块的输入端进行闭环控制，输出电压可从几毫伏到几十伏，电流可从几微安到几安培，精度可达1‰，无需输出极性换向电路就能实现双向电压输出和双向电流输出；

2、本发明提供的数控直流电源还具有过压/过流保护功能和对输出电压和电流的测量显示功能。

附图说明

图1是本发明实施例数控直流电压源连接关系的示意图；

图2为本发明实施例数控直流电压源的电路示意图；

图3为本发明实施例具有过流保护模块的数控直流电压源的示意图；

图4是本发明实施例数控直流电流源连接关系的示意图；

图5为本发明实施例数控直流电流源的电路示意图；

图6为本发明实施例具有过压保护模块的数控直流电流源的示意图；

图7是本发明实施例数控直流电源连接关系的示意图；