CN110071647A - 一种中学生电路实验用电源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中学生电路实验用电源系统，包括变压器、直流输出模块和交流输出模块，所述变压器的输入端连接交流市电，变压器的输出端分别连接直流输出模块的和交流输出模块，直流输出模块还分别连接四个输出不同直流电压的直流输出端口，交流输出模块还分别连接四个输出不同交流电压的交流输出端口，直流输出端口和交流输出端口均连接在手动开关选择模块上，手动开关选择模块还连接实验电压输出端口，本发明中学生电路实验用电源系统具有多种直流电压输出和多种交流电压输出，并且公用一个选择开关，可以方便的在交流和直流之间切换，操作方便，控制精准，适用于初次接触电学实验的学生使用。

Description

一种中学生电路实验用电源系统
技术领域
本发明涉及一种实验电源，具体是一种中学生电路实验用电源系统。
背景技术
电子技术课程是电类和部分非电类重要的基础课，是一门实践性强、实用性广的学科，目前我国初中的物理就开始让学生接触基础电学只是，要掌握好电工电子技术必须做好实践性教学环节，即实验、实习及课程设计等于理论相结合的环节。因此，在进行电工电子实验教学及学习过程中，实验用电源是保证电路实验的重要因素之一。
学校里的电学实验室需要使用多种电压，并且对电压的稳定性要求较高，一旦电压不稳，就会对实验数据造成极大的影响，更有甚者可能会烧毁实验装置，目前常用的实验室电源大多采用专业的电源柜，这种电源柜不仅体积大、价格高昂，而且操作较为复杂，不适合初学者使用。
现有的中学生电路实验用电源系统如中国专利号200820159565.4公开的一种学生安全实验电源，其只能提供单一的电压，很难满足不同电路实验的供电需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中学生电路实验用电源系统，以解决所述背景技术中提出的问题。
为实现所述目的，本发明提供如下技术方案：
一种中学生电路实验用电源系统，包括变压器、直流输出模块和交流输出模块，所述变压器的输入端连接交流市电，变压器的输出端分别连接直流输出模块的和交流输出模块，直流输出模块还分别连接四个输出不同直流电压的直流输出端口，交流输出模块还分别连接四个输出不同交流电压的交流输出端口，直流输出端口和交流输出端口均连接在手动开关选择模块上，手动开关选择模块还连接实验电压输出端口。
作为本发明的进一步技术方案：所述变压器为变压器W，直流输出模块包括变压器W的次级绕组N6、整流器T、分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3和分压电阻R4，交流输出模块包括变压器W的次级绕组N1、变压器W的次级绕组N2、变压器W的次级绕组N3和变压器W的次级绕组N4，手动开关选择模块包括单刀多掷开关S1、单刀多掷开关S2和单刀双掷开关S3，变压器W的初级绕组N5两端分别连接交流市电的两端，变压器W的次级绕组N6的一端连接瞬态电压抑制二极管D1和整流器T的端口1，变压器W的次级绕组N6的另一端连接瞬态电压抑制二极管D1的另一端和整流器T的端口3，整流器T的端口2连接电阻R1、二极管D2的阴极和单刀多掷开关S2的不动端1，电阻R1的另一端连接二极管D3的阴极、电阻R2和单刀多掷开关S2的不动端2，电阻R2的另一端连接二极管D4的阴极、电阻R3和单刀多掷开关S2的不动端3，电阻R3的另一端连接二极管D5的阴极、电阻R4和单刀多掷开关S2的不动端4，电阻R4的另一端接地，变压器W的次级绕组N1的一端连接单刀多掷开关S1的不动端1，变压器W的次级绕组N1的另一端连接变压器W的次级绕组N2和单刀多掷开关S1的不动端2，变压器W的次级绕组N2的另一端连接变压器W的次级绕组N3和单刀多掷开关S1的不动端3，变压器W的次级绕组N3的另一端连接变压器W的次级绕组N4和单刀多掷开关S1的不动端4，单刀多掷开关S1的动端连接单刀双掷开关S3的不动端2，单刀多掷开关S2的动端连接单刀双掷开关S3的不动端1，单刀双掷开关S3的动端连接电压输出端J1。
作为本发明的进一步技术方案：所述二极管D2、二极管D3、二极管D4和二极管D5均为稳压二极管。
作为本发明的进一步技术方案：所述整流器T是由4个整流二极管组成的桥型整流电路。
作为本发明的进一步技术方案：所述变压器W的次级绕组N4的另一端连接电压输出端J2。
作为本发明的进一步技术方案：所述瞬态电压抑制二极管D1的型号为SMFJ6.5A。
作为本发明的进一步技术方案：所述实验电压输出端口上设有电压表。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中学生电路实验用电源系统具有多种直流电压输出和多种交流电压输出，并且公用一个选择开关，可以方便的在交流和直流之间切换，操作方便，控制精准，适用于初次接触电学实验的学生使用。
附图说明
图1为本发明的整体方框图。
图2为本发明的电路图。
图3为整流器的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：请参阅图1-3，一种中学生电路实验用电源系统，包括变压器、直流输出模块和交流输出模块，所述变压器的输入端连接交流市电，变压器的输出端分别连接直流输出模块的和交流输出模块，直流输出模块还分别连接四个输出不同直流电压的直流输出端口，交流输出模块还分别连接四个输出不同交流电压的交流输出端口，直流输出端口和交流输出端口均连接在手动开关选择模块上，手动开关选择模块还连接实验电压输出端口。使用者可以通过手动开关选择模块进行两种选择，第一种是交流/直流电压选择，当选择完电压种类后，还可以进行具体电压值的调节选择，以便于输出不同的电压，满足不同的电路实验需求。
实施例2，在实施例1的基础上，本发明的一种具体实施例电路图如图2所示，其中，变压器为变压器W，直流输出模块包括变压器W的次级绕组N6、整流器T、分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3和分压电阻R4，交流输出模块包括变压器W的次级绕组N1、变压器W的次级绕组N2、变压器W的次级绕组N3和变压器W的次级绕组N4，手动开关选择模块包括单刀多掷开关S1、单刀多掷开关S2和单刀双掷开关S3，变压器W的初级绕组N5两端分别连接交流市电的两端，变压器W的次级绕组N6的一端连接瞬态电压抑制二极管D1和整流器T的端口1，变压器W的次级绕组N6的另一端连接瞬态电压抑制二极管D1的另一端和整流器T的端口3，整流器T的端口2连接电阻R1、二极管D2的阴极和单刀多掷开关S2的不动端1，电阻R1的另一端连接二极管D3的阴极、电阻R2和单刀多掷开关S2的不动端2，电阻R2的另一端连接二极管D4的阴极、电阻R3和单刀多掷开关S2的不动端3，电阻R3的另一端连接二极管D5的阴极、电阻R4和单刀多掷开关S2的不动端4，电阻R4的另一端接地，变压器W的次级绕组N1的一端连接单刀多掷开关S1的不动端1，变压器W的次级绕组N1的另一端连接变压器W的次级绕组N2和单刀多掷开关S1的不动端2，变压器W的次级绕组N2的另一端连接变压器W的次级绕组N3和单刀多掷开关S1的不动端3，变压器W的次级绕组N3的另一端连接变压器W的次级绕组N4和单刀多掷开关S1的不动端4，单刀多掷开关S1的动端连接单刀双掷开关S3的不动端2，单刀多掷开关S2的动端连接单刀双掷开关S3的不动端1，单刀双掷开关S3的动端连接电压输出端J1。
首先，一方面，市电电压经过变压器W后从次级绕组N6输出至整流器T，整流器T完成AC-DC转换后将电压输出，电阻R1-R4均为分压电阻，根据分压原理可知二极管D2-D4的阴极电压随之降低，也就是单刀多掷开关S2的不动端1-4电压逐渐降低，从而切换单刀多掷开关S2的接点即可改变直流电压的大小，另一方面，市电电压经过变压器W后从次级绕组N1-N4输出，根据变压器匝数比和输出电压的关系可知，单刀多掷开关S1的不动端1-4电压也是逐渐降低，从而切换单刀多掷开关S1的接点即可改变直流电压的大小，单刀双掷开关S3是直流/交流切换开关，其接通不动端1时，即为直流电压输出，其接通不动端2时，即为交流电压输出。当需要使用交流电压输出时，由于需要两个电压端，另一个交流电输出端即为变压器W的次级绕组N4连接的电压输出端J2。
本实施例给出的仅仅是提供4种直流电压和4种交流电压的情况，具体使用时使用者还可以根据需要进行增减，具体的变压器匝数比以及分压电阻的取值也需要根据具体的教学需求进行设计，从而满足不同的需求。
实施例3，在实施例2的基础上，本发明的整流器具体电路如图3所示，整流器T是由4个整流二极管组成的桥型整流电路，这种全桥整流的电路设计电压稳定性好。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种中学生电路实验用电源系统，包括变压器、直流输出模块和交流输出模块，其特征在于，所述变压器的输入端连接交流市电，变压器的输出端分别连接直流输出模块的和交流输出模块，直流输出模块还分别连接四个输出不同直流电压的直流输出端口，交流输出模块还分别连接四个输出不同交流电压的交流输出端口，直流输出端口和交流输出端口均连接在手动开关选择模块上，手动开关选择模块还连接实验电压输出端口。
2.根据权利要求1所述的一种中学生电路实验用电源系统，其特征在于，所述变压器为变压器W，直流输出模块包括变压器W的次级绕组N6、整流器T、分压电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3和分压电阻R4，交流输出模块包括变压器W的次级绕组N1、变压器W的次级绕组N2、变压器W的次级绕组N3和变压器W的次级绕组N4，手动开关选择模块包括单刀多掷开关S1、单刀多掷开关S2和单刀双掷开关S3，变压器W的初级绕组N5两端分别连接交流市电的两端，变压器W的次级绕组N6的一端连接瞬态电压抑制二极管D1和整流器T的端口1，变压器W的次级绕组N6的另一端连接瞬态电压抑制二极管D1的另一端和整流器T的端口3，整流器T的端口2连接电阻R1、二极管D2的阴极和单刀多掷开关S2的不动端1，电阻R1的另一端连接二极管D3的阴极、电阻R2和单刀多掷开关S2的不动端2，电阻R2的另一端连接二极管D4的阴极、电阻R3和单刀多掷开关S2的不动端3，电阻R3的另一端连接二极管D5的阴极、电阻R4和单刀多掷开关S2的不动端4，电阻R4的另一端接地，变压器W的次级绕组N1的一端连接单刀多掷开关S1的不动端1，变压器W的次级绕组N1的另一端连接变压器W的次级绕组N2和单刀多掷开关S1的不动端2，变压器W的次级绕组N2的另一端连接变压器W的次级绕组N3和单刀多掷开关S1的不动端3，变压器W的次级绕组N3的另一端连接变压器W的次级绕组N4和单刀多掷开关S1的不动端4，单刀多掷开关S1的动端连接单刀双掷开关S3的不动端2，单刀多掷开关S2的动端连接单刀双掷开关S3的不动端1，单刀双掷开关S3的动端连接电压输出端J1。
3.根据权利要求2所述的一种中学生电路实验用电源系统，其特征在于，所述二极管D2、二极管D3、二极管D4和二极管D5均为稳压二极管。
4.根据权利要求2所述的一种中学生电路实验用电源系统，其特征在于，所述整流器T是由4个整流二极管组成的桥型整流电路。
5.根据权利要求2所述的一种中学生电路实验用电源系统，其特征在于，所述变压器W的次级绕组N4的另一端连接电压输出端J2。
6.根据权利要求2所述的一种中学生电路实验用电源系统，其特征在于，所述瞬态电压抑制二极管D1的型号为SMFJ6.5A。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种中学生电路实验用电源系统，其特征在于，所述实验电压输出端口上设有电压表。
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