CN115549468A - 一种小功率数字电源 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种小功率数字电源，包括壳体，用于设置所述小功率数字电源的各个功能模块，壳体的形状尺寸与各个功能模块相匹配，减小所述小功率数字电源的整体尺寸；控制电路模块，用于控制数字电源的输出电压，控制电路模块安装在所述壳体内部；操作模块，设置在用户端，用于接受用户的指令，并将接受的指令输送给控制电路模块；通讯模块，分别与控制电路模块和操作模块电连接，用于实现控制电路模块与操作模块的数据传输，实现人机交互。通过在电源中设置控制电路模块、通讯模块，通讯模块电连接控制电路模块和操作模块，实现电源的硬件电路与操作模块的无线连接；操作模块为微信小程序，实现使用小程序控制硬件电源，使得硬件电路控制方式得到扩展。

Description

一种小功率数字电源

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种小功率数字电源。

背景技术

应用于教学和实验室的小功率电源，对于输出电压的精度要求比较高，现有的小功率电源电压的输出主要包括两种：一种是使用旋钮进行输出电压的调节；另一种市面上常见的远程控制电源开关，则是将市电220V转为多路输出，用继电器控制单路的通断，可用遥控、手动的方式进行其进行调节，旋钮式的电压调节方式随着使用时间的增加设备内部将发生老化，旋钮可能出现滑丝导致电源无法输出准确的电压；而采用继电器控制单路通断的这种方式无法做到输出电压可控。

发明内容

为了克服上述现有技术存在问题，本申请提供一种小功率数字电源，用以解决现有技术中的小功率电源输出电压无法精确调控的问题，具体方案为：

一种小功率数字电源，包括：

壳体，用于承载所述小功率数字电源的各个功能模块，所述壳体的形状尺寸与壳体内的各个功能模块相匹配，从而减小所述小功率数字电源的整体尺寸；

控制电路模块，用于控制数字电源的输出电压，所述控制电路模块安装在所述壳体内部；

操作模块，设置在用户端，用于接受用户的指令，并将接受的指令输送给控制电路模块；

通讯模块，分别与控制电路模块和操作模块电连接，用于实现控制电路模块与操作模块的数据传输，从而实现人机交互。

优选的，所述通讯模块为低功率蓝牙模块，所述操作模块为含有指令界面的设备。

优选的，所述控制电路模块包括顺次设置的控制器、BUCK电路、电压输出模块、信号调理模块、A/D转换器以及PID模块，

所述控制器、BUCK电路、电压输出模块、信号调理模块、A/D转换器以及PID模块依次连接形成闭环电路；

所述控制器分别电连接辅助电源、预警模块、温湿度传感器、显示模块以及通讯模块。

优选的，所述控制器的输入和输出管脚分别并联有钽电容，用以实现滤波。

优选的，所述信号调理模块为三管脚调理模块，其中第一管脚和第二管脚相连构建跟随电路，第三管脚作为输入管脚，所述第一管脚或第二管脚与PID模块连接，所述第三管脚与所述电压输出模块连接。

优选的，所述信号调理模块中设置有采样电阻。

优选的，所述BUCK电路为非隔离的同步整流BUCK电路，

所述同步整流BUCK电路上还设置有半桥驱动芯片；

所述半桥驱动芯片用于当控制器的驱动电流较小不足以使开关导通时，驱动同步两个BUCK电路上的开关。

优选的，所述驱动芯片上设置有死区时间，

所述死区时间大于阈值的安全阈值。

优选的，所述BUCK电路中的电感值为111.1-220uH，电容值为3.1-4.7uF。

优选的，所述壳体为根据电路板的建模设计配套的外壳，且所述壳体采用3D打印一体成型，所述壳体上设置有散热风扇和散热区，所散热区设置在与控制电路模块上的散热区域相对应的位置。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

本发明在控制电路模块中的BUCK电路上设置控制器、在电压输出模块上设置有信号调理模块，通过信号调理模块实时采集输出电压的实际输出值，并将实际输出值反馈给控制器，并通过控制器来调节输出电压，从而实现输出电压的采集与调理；

通过低功耗蓝牙模块实现控制器与操作模块的数据传输，从而实现人机交互，

在操作模块即微信小程序设计了人机交互界面，便于用户进行联网远程监控，利用微信小程序建立了人机交互平台，通过交互界面获取用户端期望输出的电压值，随后将其通过手机的低功耗蓝牙模块发送出来，再经由ESP-WROOM-32控制器上的蓝牙模块接收，随后作为PID算法的目标值代入进行运算，从而控制电源的输出值，实现用户可远程通过手机远程控制小功率数字电源的输出电压；

考虑到电路板上功率器件发热，以及异常情况的发生，使用温湿度传感器获取数字电源的运行状态，随后通过ESP-WROOM-32上的蓝牙模块与手机上的低功耗蓝牙模块进行数据传输，使其能在微信小程序上的人机交互页面上显示出来，便于用户实时检测仪器的工作状态，从而实现通过小程序对仪器状态进行监控；

使用3D打印技术完成了对数字电源外壳的建模与制造，避免了传统的壳体尺寸与功能模块不匹配导致的空间浪费，壳体与硬件嵌合度低、散热困难的问题。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的一个实施例中一种小功率数字电源框架图；

图2为本发明的一个实施例中一种小功率数字电源工作流程图示；

图3为本发明的一个实施例中一种小功率数字电源的结构示意图；

图4为本发明的一个实施例中一种小功率数字电源的操作模块的界面示意图；

图5为本发明的一个实施例中一种小功率数字电源ESP-WROOM-32模组电路示意图；

图6为本发明的一个实施例中一种小功率数字电的辅助电源电路示意图；

图7为本发明的一个实施例中一种小功率数字电源的同步整流BUCK电路图；

图8为本发明的一个实施例中一种小功率数字电源的信号调理模块中电压调理电路示意图；

图9为本发明的一个实施例中一种小功率数字电源信号调理模块中电流调理电路示意图；

图10为本发明的一个实施例中一种小功率数字电源显示模块与预警模块的电路示意图；

图11为本发明的一个实施例中一种小功率数字电源位置式PI算法耳朵流程示意图；

图12为本发明的一个实施例中一种小功率数字电源低功耗蓝牙模块的工作流程示意图；

图13为本发明的一个实施例中一种小功率数字电源数字控制流程示意图，

其中，1-控制器，2-BUCK电路，3-电压输出模块，4-信号调理模块，5-A/D转换器，6-PID模块，7-显示模块，8-通讯模块，9-操作模块，10-预警模块，11-壳体，12-温湿度传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据附图1-13所示的一种小功率数字电源，包括：

壳体11，用于承载所述小功率数字电源的各个功能模块，所述壳体11的形状尺寸与壳体11内的各个功能模块相匹配，从而减小所述小功率数字电源的整体尺寸；

控制电路模块，用于控制数字电源的输出电压，所述控制电路模块安装在所述壳体11内部；

操作模块9，设置在用户端，用于接受用户的指令，并将接受的指令输送给控制电路模块；

通讯模块8，分别与控制电路模块和操作模块9电连接，用于实现控制电路模块与操作模块的数据传输，从而实现人机交互。

进一步的，所述通讯模块8为低功率蓝牙模块，所述操作模块9为含有指令界面的设备。

进一步的，所述控制电路模块包括顺次设置的控制器1、BUCK电路2、电压输出模块3、信号调理模块4、A/D转换器5以及PID模块6，

所述控制器1、BUCK电路2、电压输出模块3、信号调理模块4、A/D转换器5以及PID模块6依次连接形成闭环电路；

所述控制器1分别电连接有辅助电源12、预警模块10、温湿度传感器12、显示模块7以及第一通讯模块8。

进一步的，所述控制器1的输入和输出管脚分别并联有钽电容，用以实现滤波。

进一步的，所述信号调理模块4为三管脚调理模块，其中第一管脚和第二管脚相连构建跟随电路，第三管脚作为输入管脚，所述第一管脚或第二管脚与PID模块6连接，所述第三管脚与所述电压输出模块3连接。

进一步的，所述信号调理模块4中设置有采样电阻。

进一步的，所述BUCK电路2为非隔离的同步整流BUCK电路，

所述同步整流BUCK电路2上还设置有半桥驱动芯片；

所述半桥驱动芯片用于当控制器1的驱动电流较小不足以使开关导通时，驱动同步两个BUCK电路2上的开关。

进一步的，所述驱动芯片上设置有死区时间，

所述死区时间大于预置的安全阈值。

进一步的，所述的BUCK电路2器件中的电感值为111.1-220uH，电容值为3.1-4.7uF。

进一步的，所述壳体11采用3D打印一体成型，所述壳体11为根据电路板的建模设计配套的外壳，且所述壳体11采用3D打印一体成型，所述壳体11上设置有散热风扇和散热区，

所散热区设置在与控制电路模块上的散热区域相对应的位置。

需要说明的是：

本申请所述的小功率数字电源主要是用于教学和实验室，对于电源的精度和小型化的要求比较高，传统的电源的壳体是使用通用壳子或者使用合金板件自制，通用壳子需要自己开出预留的空位，且与电路板不匹配，内部空间存在大量的剩余空间不利于电源的小型化；如果自己定制的话设计成本较高，且重量也比较重，而本申请所使用的壳体11使用3D打印技术，根据电路板的建模设计配套的外壳，最后通过3D打印技术设计数字电源外壳，对硬件电路进行封装，采用此种方式壳体与电路板的贴合度比较好，且对于同一类型的电路板容易实现量产，同时本申请中的壳体11通过在外壳上设置有散热风扇与散热条纹，其中散热风扇安装在通风口处，散热条与电路板散热的位置相对应可以较好的解决电源散热的问题；

在本申请中含有指令界面为微信小程序，还有微信小程序的电脑、手机等能实现指令界面的设备均可；

本申请中使用的控制器1为ESP-WROOM-32模组，显示模块7为OLED显示器，其中ESP-WROOM-32模组的电路原理图如附图5所示，

ESP-WROOM-32模块需要配合TYPE-C USB接口和CP2102 USB转TTL串口电路使用，由于TYPE-C接口具备正反可插接口设计，不会出现错插导致部件受损的情况，本发明中ESP-WROOM-32模块的接口电路选择通用的TYPE-C接口，VCC接入5V电压，GND直接接入地，D+与D-是数据传输端口，用于调试烧录等功能；CP2102 USB转TTL串口电路，电路采用5V的供电电压，从USB端口获取D+与D-是数据传输端口，其中端口TXD与RXD与单片机对应的串口相连接，在电脑上安装对应的驱动程序，然后就可以实现电脑与单片机进行串口通信与烧录的功能，使用USB转TTL串口电路为ESP-WROOM-32提供与电脑的连接接口，并使用此电路实现将电脑编译好的文件烧录到ESP-WROOM-32模块中。

ESP-WROOM-32模组控制同步整流的BUCK电路，并对电压输出模块3的输出电压进行调理与采集，加入PID自动化控制模块完成闭环设计；

ESP-WROOM-32模组分别与显示模块7和预警模块10电连接，将系统信息通过显示模块7和预警模块10进行输出；

本申请中考虑到电路板上功率器件发热，以及异常情况的发生，使用传感器获取数字电源的运行状态，随后通过ESP-WROOM-32上的蓝牙模块与手机上的低功耗蓝牙模块进行数据传输，使其能在微信小程序上的人机交互页面上显示出来，便于用户实时检测仪器的工作状态；

ESP-WROOM-32模组与手机小程序通过低功耗蓝牙模块进行数据传输，用户通过手机小程序对ESP-WROOM-32模组发送指令，完成远程对输出电压的调节，有效控制电源的输出电压实现人机交互；同时，通过低功耗蓝牙模块实现控制器1与操作模块的数据交互，实现操作模块同时控制多个控制器1，有利于多个所述小功率数字电源的集中管理；

如图11所示，本发明的一个实施例中ESP-WROOM-32模块执行PID算法，所述PID算法为位置式的PI算法，如式(1-6)所示；

如式1-6为增量式的PI算法，其中kp为比例系数，ki为积分系数，error(k)则是表示采样电压与设置输出电压的误差。由于式(1-6)中存在对误差信号的累积求和，当输出信号为零时，即A/D转换器采样信号为零，这时误差信号为设置的输出电压，并且随着时间的增加误差信息将不断累计，这时PI的输出值将在控制器中溢出，同时为了防止出现通过PI算法后的数据大于PWM控制器的输入范围，所以需要对累加部分和最终的输出信号进行限幅操作。

如附图4所示，本实施例中微信小程序控制的数字电源，通过BLE控制ESP-WROOM-32的硬件设备同时可以接收来自ESP-WROOM-32的信息。微信小程序设计基于微信小程序“我的硬件”，当使用BLE与设备连接后即可通过微信小程序控制数字电源，此界面包括设定的输出电压，以及两个按键用于改变设定输出电压，然后两个开关分别控制LED与蜂鸣器的工作状态，同时通过BLE可以获取当前环境的温度、湿度以及ADC采样数据，最后一个OLED按键可以改变OLED的显示界面，其中，本实施例中通讯模块采用低功耗蓝牙(BLE)模块，低功耗蓝牙(BLE)设计流程图如附图12所示，首先对BLE进行初始化，BLE初始化包括创建服务，设置特征值与统一识别码(UUID)。然后BLE将开始广播，此时外部设备可以搜索到ESP-WROOM-32广播的BLE信号，然后通过特征值与UUID进行识别蓝牙。BLE在广播过程系统能耗将会大幅增加，所以需要增加一个判断模块，系统蓝牙连接后将停止广播减少能耗。当蓝牙连接后ESP-WROOM-32将会通过中断接收来自手机小程序的数据并立即响应，随后会将响应后的数据发送回手机小程序中。微信小程序通过BLE控制LED、蜂鸣器和继电器的状态，并且可以更改输出电压，并且ESP-WROOM-32可以将温度、湿度、输出电压、输出电流以及设备状态通过BLE发送到小程序中进行显示，提高便携性，增加人机交互。

如附图3所示，本实施例中数字电源的壳体使用3D打印技术完成壳体的建模与创造，具体为先建立电路板的模型，然后根据建立的模型匹配壳体的形状和尺寸，避免了壳体的空间远大于电路板造成空间的浪费，导致壳体尺寸过大，同时提高了壳体与电路板的嵌合度，并且在壳体与电路板散热处相对应的位置开设散热条。

在本申请中辅助电源12为主控ESP-WROOM-32模块、两个半桥驱动芯片以及外部设备进行供电，辅助电源12的电路如附图6所示，包括12V供电电路、5V和3.3V的电源以及转换电路。

供电使用电压为12V电流为1A的电源适配器进行供电，使用DC电源插头插座获取12V的电压，SW为电源开关，R1与LED1是电源指示灯负责显示电源的状态，F1和D1为硬件电路提供保护，F1是电流为0.75A电压为13.2V的自恢复保险丝可以作为过压和过流保护，其最大电压为13.2V，跳闸电流为1.5A，D1为普通二极管为电路提供防反接功能。

本申请中的OLED显示屏为0.96寸OLED显示屏，A/D转换器为PCF8591 A/D转换器模块，信号调理模块4为LM324电压电流调理电路，预警模块为蜂鸣器，其中PCF8591 A/D转换器模块，LM324电压电流调理电路，蜂鸣器等需要使用5V的电压供电，使用LM7805三端稳压器将12V的供电电压转化为5V为其他模块进行供电，LM7805拥有三个引脚，分别是输入端、接地端和输出端，其中输入与输出端口需要并联滤波电容保证输出稳定；

本申请中的主控设备控制器1为低功耗ESP-WROOM-32模块，此模块的供电电压为3.3V，所以在辅助电源12中使用ASM1117-3.3芯片，将5V转化为3.3V为ESP-WROOM-32进行供电，输入与输出管脚需要并联钽电容进行滤波；

本申请中所述的数字电源的电路拓扑选择非隔离的同步整流BUCK电路，其同步整流BUCK电路拓扑图如附图7所示，BUCK变换器的开关管受PWM波控制，根据输入PWM波的占空比来得到直流输出电压VOUT。

本申请中的半桥驱动芯片为IR2104半桥驱动芯片，主控制器ESP-WROOM-32模块的驱动电流较小，不足以使开关管导通，使用IR2104半桥驱动芯片驱动同步BUCK电路的上下两个开关管，IR2104驱动芯片加入了死区时间避免两个MOS管同时导通导致电路短路情况的发生；其中死区时间大于预置的安全阈值，避免设置死区时间不足；二极管D5是一个重要的自举器件，能阻断直流干线上的反向高压，为了减少电荷损失，选择反向漏电流小的快恢复或者肖特基二极管。由于芯片内高压部分的供电都来自图7中自举电容C11上的电荷，所以为了保证高压部分电路有足够的能量供给，应适当选取C1的大小。

本申请中BUCK电路器件选型中电感L和电容的选择至关重要，本实施例中数字电源的输入电压为12V，可调节输出0-10V的电压，输出电流为1A，同步整流BUCK电路中MOS管的开关频率为100KHz，设计电压纹波为0.06V同时设计电流纹波为0.15A。根据以上信息带入下式(1-1)-式(1-4)可得：

式(1-1)中，FS为同步整流BUCK电路中MOS管的开关频率，TS为此开关频率对应的周期。

式(1-2)中，同步整流BUCK电路中输出电压与输入电压呈线性关系，VIN为此电源的输入电压，VOUT为电源的最终的输出电压，D则是表示BUCK开关电源控制信号的占空比。

式(1-3)中，L为BUCK拓扑中电感器件的电感值，VIN为输入电压，VOUT为输出电压，D表示控制信号的占空比，TS为控制信号的周期，ΔIL为电感上的电流纹波值。

式(1-4)中，C为BUCK拓扑中电容器件的电容值，D表示控制信号的占空比，TS为控制信号的周期，ΔVC为电容上的电压纹波。

数字电源设计指标中开关频率FS＝100KHz，所以由式(1-1)可得控制芯片输出PWM波的周期为TS＝1*10-5S。输出电压VOUT＝10V,输入电压VIN＝12V,由式(1-2)可得PWM的正占空比为0.833。

数字电源中的电流调理电路如附图9所示，电流调理电路中的采样电阻R17将电流数据转化为电压数据。然后经过缓冲级，通过跟随电路进行有效的隔离并且减少采集波动，提高采样精度。由于本实施例中设计的电源输出电流最大值为1A，电路中使用的采样电阻为0.02Ω，故在采样电阻上的最大电压为0.02V，因此在采样前需要加入放大电路，将0.02V放大到合适区间然后被PCF8591 A/D转换器采样模块采集电压。如图9所示，加入了两级运算放大电路，输出电压表达式如下所示：

如式(1-5)所示，其中R21＝R19＝10K，R18＝R20＝100K,当输入电压VIN为最大采样电压0.02V时，经过电流调理电路的输出电压为2.42V，此时可以被PCF8591有效采集。

在式(1-4)和式(1-5)中ΔIL表示电流纹波为0.15A，ΔVC为电压纹波为0.06V，将上式计算所得数据带入式(1-3)和式(1-4)中，可以计算出同步整流BUCK电路中的电感值为111.1uH，电容值为3.1uF，实际取值时需要对计算数据进行适量的放大，最终本次设计的数字电源选择220uH的电感以及47uF的电感作为BUCK电路的主要元件。

本申请在电源的输出级加入信号调理模块4(即电压和电流调理电路)使用A/D转换器将采集到的电压和电流信息通过I2C接口传递到单片机中，电压和电流数据用于监控输出状态并且可以保护电路，当发生过压和过流时可以立刻切断PWM控制信号，BUCK电路将停止工作，

信号调理模块4中电压调理电路如附图8所示，使用LM324的第一管脚和第二管脚相连构建跟随电路、第三管脚作为输入管脚，输入电压等于输出电压，跟随电路作为缓冲级将BUCK电路的输出与PCF8591 A/D转换器采集模块进行有效的“隔离”，使得前后级电路之间互不影响增强了输入信号的稳定性，减少传感器采集电压的波动，提高测量精度；

本发明中的显示与预警电路如附图10所示，预警电路0.96寸的OLED模块作为显示模块，在OLED上可以显示输出电压、温度、湿度天气和异常警报。按键电路通过硬件方式控制数字电源。OLED与蜂鸣器电路作为预警模块，当电路发生异常时开启警报。

本申请中的电压输出模块3为PWM波输出。

本申请所述的小功率数字电源的工作过程为：

如图2所示为装置的工作流程图，主要分为4个部分。包括初始化模块部分；由PWM波输出模块、A/D转换器转换的电压电流采集模块和PID自动化控制模块组成的闭环控制部分；由过流检测模块、温湿度传感器和预警模块组成的电路保护部分；OLED显示模块和低功耗蓝牙构成的数据显示部分。

当数字电源系统开机后，控制器1开始进行模块的初始化设置，初始化主要包括完成对串口和I2C数据传输总线的初始化，控制器1输出端口GPIO设置，控制器1低功耗蓝牙模块的设置，对于A/D转换器PCF8591采样模块的驱动与初始化设置，以及PWM波输出设置，包括电路控制信号的频率与占空比设置。

之后进入由PWM波输出模块、A/D转换的电压电流采集模块和PID自动化控制模块组成的BUCK电路拓扑的闭环控制，输出电压和电流信息被A/D转换模块采集，然后获取输出的电压和电流信息，同时将采集到的输出电压与设定的阈值电压做差得到误差信息，然后通过PID模块进行闭环控制输出PWM占空比从而改变输出电压，进行多次循环，直至输出电压与阈值电压的误差到达合理的范围。

然后进入电路保护部分，采样电阻将输出的电流信息转化为电压信息，然后通过信号调理模块减少采集波动，并将电压信号放大到适合的范围，经过A/D转换器电压采集模块进行采样将电压数据传送到ESP-WROOM-32处理器中，与处理器中的阈值数据进行比对，当采样数据大于阈值数据时代表输出电流过大。同时使用温湿度传感器DTH11模块采集电源内部的环境温度，当出现温度异常时及时发出预警。此时ESP-WROOM-32处理器将停止输出PWM波从而输出电压将归零，随后将触发蜂鸣器与LED并且在屏幕与小程序界面进行过流和过温显示，警告人们需要检查电路是否出现短路或发热严重状况的出现。

然后进入由OLED显示模块和低功耗蓝牙构成的数据显示部分。低功耗蓝牙模块，低功耗蓝牙模块主要负责单片机与上位机的数据传输，可以通过手机端的微信小程序控制蜂鸣器、LED等硬件电路，同时可以在小程序端修改阈值电压从而调节输出电压。控制器1可以将获取到的输出电压、输出电流、温度、湿度等信息通过低功耗蓝牙发送给手机并且在小程序界面上进行显示。由于在硬件设计中加入了OLED显示器，即使低功耗蓝牙功能无法正常工作也可以通过OLED屏幕进行信息的显示，并且可以将错误信息通过OLED屏幕和串口进行显示，有助于排除错误和调试系统。

本申请的数字控制流程如图13所示，

在本申请中的控制器还可选用：FPGA、STM32、DSP等其他能实现此功能的逻辑器件。

本申请的控制方法还可选用：模糊pid、神经网络控制等其他自动控制方法。

本申请中的人机交互功能的实现还可采用：遥控器(红外通信协议)，使用遥控器上的按键来对底层电路进行控制；还可设计一个移动端的应用程序来实现人机交互的功能。

对于本申请中的调制方式：除了采用脉冲宽度调制技术(PWM)来对Buck电路进行斩波控制，还可采用脉冲频率调制技术(PFM)来控制。

PWM产生器：除了本申请中的直接采用控制器的IO口输出PWM波，还可采用PWM芯片(如SG3525等芯片)，选定PWM波的频率后，用逻辑器件驱动PWM芯片即可。

此外，还可采用模拟控制的方式来实现功能，这需要设计额外的电路，可类比现在市面上的智能电子开关，利用人机交互界面控制继电器的通断，以此控制最终输出的电压值，在此不多做赘述。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种小功率数字电源，其特在于，包括：

壳体(11)，用于承载所述小功率数字电源的各个功能模块，所述壳体(11)的形状尺寸与壳体(11)内的各个功能模块相匹配，从而减小所述小功率数字电源的整体尺寸；

控制电路模块，用于控制数字电源的输出电压，所述控制电路模块安装在所述壳体(11)内部；

操作模块(9)，设置在用户端，用于接受用户的指令，并将接受的指令输送给控制电路模块；

通讯模块(8)，分别与控制电路模块和操作模块(9)电连接，用于实现控制电路模块与操作模块的数据传输，从而实现人机交互。

2.根据权利要求1所述的一种小功率数字电源，其特征在于，所述通讯模块(8)为低功率蓝牙模块，所述操作模块(9)为含有指令界面的设备。

3.根据权利要求1所述的一种小功率数字电源，其特征在于，所述控制电路模块包括顺次设置的控制器(1)、BUCK电路(2)、电压输出模块(3)、信号调理模块(4)、A/D转换器(5)以及PID模块(6)，

所述控制器(1)、BUCK电路(2)、电压输出模块(3)、信号调理模块(4)、A/D转换器(5)以及PID模块(6)依次连接形成闭环电路；

所述控制器(1)用于控制同步整流的BUCK电路，并对输出电压进行调理与采集，所述控制器(1)分别电连接辅助电源(12)、预警模块(10)、温湿度传感器(12)、显示模块(7)以及通讯模块(8)。

4.根据权利要求3所述的一种小功率数字电源，其特征在于，所述控制器(1)的输入和输出管脚分别并联有钽电容，用以实现滤波。

5.根据权利要求3所述的一种小功率数字电源，其特征在于，

所述信号调理模块(4)为三管脚调理模块，其中第一管脚和第二管脚相连构建跟随电路，第三管脚作为输入管脚，所述第一管脚或第二管脚与PID模块(6)连接，所述第三管脚与所述电压输出模块(3)连接。

6.根据权利要求5所述的一种小功率数字电源，其特征在于，所述信号调理模块(4)中设置有采样电阻。

7.根据权利要求3所述的一种小功率数字电源，其特征在于，

所述BUCK电路(2)为非隔离的同步整流BUCK电路，

所述同步整流BUCK电路(2)上还设置有半桥驱动芯片；

所述半桥驱动芯片用于当控制器(1)的驱动电流较小不足以使开关导通时，驱动同步两个BUCK电路(2)上的开关。

8.根据权利要求7所述的一种小功率数字电源，其特征在于，所述驱动芯片上设置有死区时间，

所述死区时间大于预置的安全阈值。

9.根据权利要求7所述的一种小功率数字电源，其特征在于，所述BUCK电路(2)中的电感值为111.1-220uH，电容值为3.1-4.7uF。

10.根据权利要求1所述的一种小功率数字电源，其特征在于，所述壳体(11)为根据电路板的建模设计配套的外壳，且所述壳体(11)采用3D打印一体成型，所述壳体(11)上设置有散热风扇和散热区，

所散热区设置在与控制电路模块上的散热区域相对应的位置。

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