充電式便攜數(shù)控實驗電源的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)控實驗電源領域，特別是涉及充電式便攜數(shù)控實驗電源。
【背景技術】
[0002]穩(wěn)壓電源是調試電路時必不可少的儀器。目前，實驗室常用臺式的線性可調穩(wěn)壓電源，輸出功率可達數(shù)百瓦，且性能優(yōu)良。但此類臺式電源的最大問題是體積很大，放置占用空間；重量也很大，不便于移動；價格高，增加了消費者的使用成本。在空間有限或需要頻繁移動使用的情況下使用很不方便。
[0003]為此，本發(fā)明完成了一種充電式便攜數(shù)控實驗電源。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的實驗數(shù)控電源體積大，重量大，價格高而造成的使用不便，為此本發(fā)明完成了一種充電式便攜數(shù)控實驗電源。電源尺寸僅為信用卡大小，重量和手機相當，輸出電壓1.5V-24V可調，輸出限流1mA-1A可調，最大輸出功率可達51
[0005]本發(fā)明可以通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0006]設備包括外殼體、電源開關、UART接口、充電接口、輸出開關鍵、電壓電流設置選擇鍵、輸出電壓值和輸出限流值調節(jié)旋鈕、輸出端口、接地端口。三塊電路板固定在外殼體內。以上設備各部分均固定安裝在電路板上。特征在于，外殼體為一規(guī)則長方體；外殼體的前版面是LCD顯示屏；外殼體的左版面設有電源開關、輸出端口、接地端口、充電接口 ；外殼體的右版面設有URAT接口 ；外殼體的上版面設有輸出開關鍵、電壓電流設置選擇鍵、輸出電壓值和輸出限流值調節(jié)旋鈕。
[0007]一種數(shù)控電源，包括三大部分，分別是:IXD顯示部分、電池管理部分以及電源和控制部分。其中IXD顯示部分由TFT IXD和IXD背光驅動電路組成。電池管理部分由電池、充電管理電路和電源路徑管理電路組成。電源和控制部分由五個單元組成，分別包括輸入單元，升壓單元，濾波單元，降壓單元和控制單元。
[0008]本發(fā)明采用單節(jié)鋰電池供電，以MCU為控制核心，可通過電壓電流設置選擇鍵選擇對輸出電壓或輸限電流進行設置，通過輸出電壓值和輸出限流值調節(jié)旋鈕，實現(xiàn)對輸出電壓和輸出限流的設置。本發(fā)明將單節(jié)鋰電池輸出經(jīng)電池管理部分與電源和控制部分，使得輸出達到所設置的電壓和限流值。其中經(jīng)過的各單元模塊分別為:充電管理電路模塊、電源路徑管理電路模塊、控制單元、輸入單元、升壓單元、濾波單元和降壓單元。其中控制單元與輸入單元和LCD顯示部分相連，使得LCD顯示界面顯示:開啟輸出(Enable)指示、過流保護(OCP)指示、電池剩余電量百分比、實際輸出電壓值、實際輸出電流值、設置輸出電壓值、設置輸出限流值、鋰電池輸出電壓值、鋰電池輸出電流值、升壓電路輸出電壓值。本電源還有過流保護功能，當負載電流超過設定的電流時，蜂鳴器報警提示。
[0009]下面對各部分模塊單元進行具體說明。
[0010]IXD顯示部分17包括TFT IXD和IXD背光驅動電路。
[0011]電池管理部分18包括電池、充電管理電路和電源路徑管理電路。
[0012]基本電路包括輸入單元12、升壓單元13、濾波單元14、降壓單元15、控制單元16、LCD顯示部分17 ；
[0013]輸入單元12包括總電源開關電路，輸入電流檢測電路，輸入電壓檢測電路。
[0014]升壓單元13包括DC-DC升壓電路，升壓輸出電壓設置電路，升壓輸出電壓檢測電路。
[0015]濾波單元14包括LC濾波電路。
[0016]降壓單元15包括LDO降壓電路，LDO輸出電壓設置，LDO輸出限流設置，LDO輸出電流檢測，LDO輸出電壓檢測。
[0017]控制單元16包括輸入掉電保護電路，STM32F103VCT6主控電路，按鍵、開關、編碼器、蜂鳴器和IXD接口。
[0018]該充電式便攜數(shù)控實驗電源外部結構包括:IXD顯示屏1、電源開關2、輸出端口 3、接地端口 4、電池充電接口 5、UART接口 6、輸出開關鍵7、電壓電流設置選擇鍵8、輸出電壓值和輸出限流值調節(jié)旋鈕9、散熱口 10、外殼體11。
[0019]輸入單元12和控制單元16相連，從而顯示電池輸出電壓和電流值。輸入單元12的輸出和升壓單兀13的輸入相連。升壓單兀13和控制單兀16相連，從而控制升壓輸出電壓值和顯示升壓輸出電壓值。升壓單元13的輸出和濾波單元14的輸入相連。濾波單元14的輸出和降壓單元15的輸入相連。降壓單元15和控制單元16相連，從而控制降壓輸出電壓和限流值并顯示其降壓輸出電壓和電流值。降壓單元16的輸出為本電源的最終輸出。IXD顯示部分17和控制單元16相連，從而顯示各項的值。電源管理部分18和電池相連，從而實現(xiàn)本發(fā)明電源的可充電功能。
[0020]控制單元16中控制芯片STM32F103VCT6與IXD顯示屏I相連，控制IXD顯示。
[0021]電源開關2與輸入單元12中電阻Rl和MOS管Q2相連構成總電源開關電路。
[0022]輸出端口 3與降壓單元15的輸出相連。
[0023]接地端口 4與系統(tǒng)地GND相連。
[0024]外部5V直流電源通過USB接口 5輸入，電阻R7、R8、R9、R10，二極管D2、D3和MOS管Q2、Q3構成輸入過壓保護電路。經(jīng)過過壓保護的電源一路連接到IC1LTC4001鋰電池充電管理芯片對鋰電池進行充電，一路連接到由電阻R5、R6，二極管Dl和MOS管Ql構成的電源路徑管理電路為輸入單元電路供電。
[0025]UART接口 6與控制單元中控制芯片STM32F103VCT6相連，用于與外部進行通信。
[0026]輸出開關鍵7與控制單元中控制芯片STM32F103VCT6相連，從而控制輸出的開啟與關斷。
[0027]電壓電流設置選擇鍵8與控制單元中控制芯片STM32F103VCT6相連，從而控制選擇進行電壓或電流設置。
[0028]輸出電壓值和輸出限流值調節(jié)旋鈕9是旋轉編碼器，從而用于調節(jié)所設置的電壓值或限流值。旋轉編碼器與控制單元中控制芯片STM32F103VCT6相連。
[0029]散熱口 10置于電路板周圍，從而以給整個電源系統(tǒng)散熱。
[0030]IXD顯示屏1、電源開關2、輸出端口 3、接地端口 4、電池充電接口 5、UART接口 6、輸出開關鍵7、電壓電流設置選擇鍵8、輸出電壓值和輸出限流值調節(jié)旋鈕9、散熱口 10均設置在外殼體11上，從而固定整個系統(tǒng)。
[0031 ] 與現(xiàn)有技術相比本發(fā)明可以獲得以下有益效果。
[0032]本發(fā)明可以為與目前各類電源相比，可充電并且利用內置電源供電，無需外接電源。本發(fā)明能夠實現(xiàn)數(shù)字控制輸出，可通過液晶屏顯示開啟輸出(Enable)指示、過流保護(OCP)指示、電池剩余電量百分比、實際輸出電壓值、實際輸出電流值、設置輸出電壓值、設置輸出限流值、鋰電池輸出電壓值、鋰電池輸出電流值、升壓電路輸出電壓值。本電源還有過流保護功能，當負載電流超過設定的電流時，蜂鳴器報警提示?？蓮V泛作為學生電源，科學實驗電源使用。本發(fā)明更具有體積小，重量輕，方便攜帶的特點。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
[0034]圖2為本發(fā)明各部分基本電路連接圖；
[0035]圖3為本發(fā)明的流程圖；
[0036]圖4為本發(fā)明的電池管理部分電路原理圖；
[0037]圖5為本發(fā)明的輸入單元電路原理圖；
[0038]圖6為本發(fā)明的升壓單元電路原理圖；
[0039]圖7為本發(fā)明的濾波單元電路原理圖；
[0040]圖8為本發(fā)明的降壓單元電路原理圖；
[0041]圖9為本發(fā)明的控制單元電路原理圖；
[0042]圖10為本發(fā)明的IXD顯示部分電路原理圖；
[0043]圖中為IXD顯示屏，2為電源開關，3為輸出端口，4為接地端口，5為電池充電接口，6為UART接口，7為輸出開關鍵，8為電壓電流設置選擇鍵，9為輸出電壓值和輸出限流值調節(jié)旋鈕，10為散熱口，11為外殼體，12為輸入單元，13為升壓單元，14為濾波單元，15為降壓單元，16為控制單元，17為IXD顯示部分，18為電池管理部分。
【具體實施方式】
[0044]以下將結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0045]如圖1所示，該充電式便攜數(shù)控實驗電源外部結構包括:LCD顯示屏1、電源開關
2、輸出端口 3、接地端口 4、電池充電接口 5、UART接口 6、輸出開關鍵7、電壓電流設置選擇鍵8、輸出電壓值和輸出限流值調節(jié)旋鈕9、散熱口 10、外殼體11。
[0046]圖2為本發(fā)明各部分基本電路連接關系圖?；倦娐钒ㄝ斎雴呜?2、升壓單兀13、濾波單元14、降壓單元15、控制單元16、IXD顯示部分17 ;輸入單元12和控制單元16相連，從而顯示電池輸出電壓和電流值。輸入單元12的輸出和升壓單元13的輸入相連。升壓單元13和控制單元16相連，從而控制升壓輸出電壓值和顯示升壓輸出電壓值。升壓單元13的輸出和濾波單元14的輸入相連。濾波單元14的輸出和降壓單元15的輸入相連。降壓單元15和控制單元16相連，從而控制降壓輸出電壓和限流值并顯示其降壓輸出電壓和電流值。降壓單元16的輸出為本電源的最終輸出。IXD顯示部分17和控制單元16相連，從而顯示各項的值。電源管理部分18和電池相連，從而實現(xiàn)本發(fā)明電源的可充電功能。
[0047]控制單元16中控制芯片STM32F103VCT6與LCD顯示屏I相連，控制LCD顯示。
[0048]電源開關2與輸入單元12中電阻Rl和MOS管Q2相連構成總電源開關電路。
[0049]輸出端口 3與降壓單元15的輸出相連。
[0050]接地端口 4與系統(tǒng)地GND相連。
[0051]外部5V直流電源通過USB接口 5輸入，電阻R7、R8、R9、R10，二極管D2、D3和MOS管Q2、Q3構成輸入過壓保護電路。經(jīng)過過壓保護的電源一路連接到IC1LTC4001鋰電池充電管理芯片對鋰電池進行充電，一路連接到由電阻R5、R6，二極管Dl和MOS管Ql構成的電源路徑管理電路為輸入單元電路供電。
[0052]UART接口 6與控制單元中控制芯片STM32F103VCT6相連，用于與外部進行通信。
[0053]輸出開關鍵7與控制單元中控制芯片STM32F103VCT6相連，從而控制輸出的開啟與關斷。
[0054]電壓電流設置選擇鍵8與控制單元中控制芯片STM32F103VCT6相連，從而控制選擇進行電壓或電流設置。
[0055]輸出電壓值和輸出限流值調節(jié)旋鈕9是旋轉編碼器，從而用于調節(jié)所設置的電壓值或限流值。旋轉編碼器與控制單元中控制芯片STM32F103VCT6相連。