[发明专利]数控直流电压源

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压源。

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。

随着技术的发展，在电子设备中经常用到稳定性好、精度高、输出可预置的直流电压源。数控直流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。现在的数控直流电压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电压，对设定值和输出值的偏差进行修正，为了得到精确的输出电压，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直流电压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压源，以利用数字输入来实现对输出电压的精确控制。

(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压源。该数控直流电压源包括：控制模块、转发模块、D/A转换模块和功率运放模块，其中：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转换为模拟电压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，其输出端连接数控直流电压源的输出端，用于输出第一数字信号V_in1对应的输出电压V_O。

(三)有益效果

本数控直流电压源采用由D/A提供基准电压再通过功率运放输出，从输出电压采样反馈至功率运放的输入端进行闭环控制，输出电压可达几十伏，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。此外，本数控直流电压源还具有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；

图8为本发明实施例数控直流电源的电路示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于所述值。

本发明提出了一种数控电压/电流源系统，电源的各项参数及操作均在PC机上的控制界面中进行设置，电源的控制芯片根据设置控制其它各部分电路协同工作，得到满足要求的电源。需要说明的是，本发明以PC机和可编程逻辑芯片FPGA为例，本领域的技术人员应当了解，其他的具有相同功能的装置或者模块也可以代替相应部件，此处不再详细说明。