CN203084591U

CN203084591U - 一种数字电源

Info

Publication number: CN203084591U
Application number: CN 201220746609
Authority: CN
Inventors: 邢为灿; 何志强; 杨云
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2012-12-30
Filing date: 2012-12-30
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2022-12-30

Abstract

本实用新型公开了一种数字电源，其包括：电源；控制器模块，控制器模块根据用户输入的指令输出数字控制信号；多个数字模拟转换模块，多个数字模拟转换模块根据数字控制信号生成对应的模拟电压；多个供电隔离模块，多个供电隔离模块分别连接在所述电源和多个数字模拟转换模块之间；多个通信隔离模块，多个通信隔离模块分别连接在控制器模块和多个数字模拟转换模块之间。本实用新型的数字电源具有高精度、多路输出、输出可编程及输出隔离的优点。

Description

一种数字电源

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，特别涉及一种数字电源。

背景技术

在BMS（Battery Management System，电池管理系统）、UPS（Uninterruptible Power System，不间断电源）、太阳能等产品的研发及生产的测试中需要用电池组进行测试。以BMS为例，如图1所示，由于电池组电压比较稳定，而测试过程中需要的条件经常改变，所以较少使用电池组进行测试。

为了替代电池组进行测试，通常使用的办法有两种：

1、使用电阻串联分压。采用若干相同阻值的电阻串联，在电阻的两端加适当的分压，从电阻间引出抽头，由此可得到一组数值相同的电压。

2、使用电压源串联。每一节电池都是用一路电源替代。

但是，通过上述替代办法，有以下缺点：

1、使用电阻串联分压，电阻发热，电压易受流向芯片的电流影响而不稳定，且单个单元的电压不可调、精度低。

2、使用电压源串联成本高，精度高的电压源成本更高，且体积大不方便移动。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种数字电源，该电源具有高精度、多路输出、输出可编程及输出隔离的优点。

为达到上述目的，本实用新型提出一种数字电源，包括：电源；控制器模块，所述控制器模块根据用户输入的指令输出数字控制信号；多个数字模拟转换模块，所述多个数字模拟转换模块根据所述数字控制信号生成对应的模拟电压；多个供电隔离模块，所述多个供电隔离模块分别连接在所述电源和所述多个数字模拟转换模块之间；多个通信隔离模块，所述多个通信隔离模块分别连接在所述控制器模块和所述多个数字模拟转换模块之间。

根据本实用新型提出的的数字电源，能够模拟电池系统，由控制器模块产生控制信号，由多个数字模拟转换模块转换得到高精度的电压，因此，该电源具有高精度、多路输出、输出可编程及输出隔离的优点，并且，每一路输出均可以单独控制，方便自动化测试。

另外，所述的数字电源还包括：稳压器模块，所述稳压器模块与所述电源、所述控制器模块、所述多个供电隔离模块和所述多个通信隔离模块相连，所述稳压器模块根据所述电源提供的电压为所述控制器模块、所述多个供电隔离模块和所述多个通信隔离模块供电。

其中，所述稳压器模块为低压差线性稳压器模块。

并且，还包括：至少一个输入按键，所述至少一个输入按键与所述控制器模块相连，所述用户通过所述至少一个输入按键输入所述指令。

在本实用新型中，还包括：显示模块，所述显示模块与所述控制器模块相连，所述显示模块显示所述多个数字模拟转换模块的模拟电压。

具体地，所述多个数字模拟转换模块包括参考电压提供子模块。

进一步地，所述参考电压提供子模块为TL431芯片。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为电池管理系统的示意图；

图2为根据本实用新型实施例提出的数字电源的结构示意图；以及

图3为根据本实用新型一个实施例的数字电源的工作流程图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本实用新型的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本实用新型的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本实用新型的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本实用新型的实施例的范围不受此限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

下面参照附图对本实用新型实施例提出的数字电源进行描述。

如图2所示，本实用新型一个实施例提出的数字电源包括电源200、控制器模块210、多个数字模拟转换模块220、多个供电隔离模块230和多个通信隔离模块240。其中，电源200可以为12V电源。

控制器模块210根据用户输入的指令输出数字控制信号。多个数字模拟转换模块220根据数字控制信号生成对应的模拟电压。多个供电隔离模块230分别连接在电源200和多个数字模拟转换模块220之间。多个通信隔离模块240分别连接在控制器模块210和多个数字模拟转换模块220之间，其中，控制器模块210可以为MCU（Micro Controller Unit，微控制单元），即言，多个通信隔离模块240分别连接在MCU和多个数字模拟转换模块220之间。

在本实用新型的一个示例中，多个数字模拟转换模块220可以为16位DAC芯片，即言，16位DAC芯片根据数字控制信号生成对应的模拟电压。

具体地，在本实用新型的实施例中，如图2所示，多个数字模拟转换模块220包括参考电压提供子模块221。其中，参考电压提供子模块221可以为TL431芯片。该芯片为三端可调分流基准源，具有良好的热稳定性，并且输出可编程，精准度高。由此，DAC芯片配合TL431芯片产生精准的Vref，进而得到毫伏级的高精度电压。

在本实用新型的一个示例中，多个供电隔离模块230可以为DC-DC（Direct Current to Direct Current,直流转直流电源）模块。其中，DC-DC模块为隔离反激式变换器，实现供电隔离。具体地，DC-DC模块分别连接在电源200和多个数字模拟转换模块220之间，根据电源200提供的电压向多个数字模拟转换模块220及多个通信隔离模块240提供电压，例如提供的电压为5V。

在本实用新型中，多个通信隔离模块240传输并隔离控制器模块210向多个数字模拟转换模块220发出的信号，即实现信号隔离，由此，配合多个供电隔离模块230共同实现输入输出的完全隔离。

在本实用新型的实施例中，如图2所示，该数字电源还包括稳压器模块250。具体地，稳压器模块250与电源200、控制器模块210、多个供电隔离模块230和多个通信隔离模块240相连，稳压器模块250根据电源200提供的电压为控制器模块210、多个供电隔离模块230和多个通信隔离模块240供电。其中，稳压器模块250可以为为低压差线性稳压模块，例如为LDO（low dropout regulator，低压差线性稳压器）模块，即言，LDO模块根据电源200提供的电压为控制器模块210、多个供电隔离模块230和多个通信隔离模块240供电。其中，提供的电压可以为5V。

进一步地，在本实用新型的实施例中，如图2所示，该数字电源还包括至少一个输入按键260。具体地，至少一个输入按键260与控制器模块210相连，用户通过至少一个输入按键260输入指令。即言，控制器模块210根据用户通过至少一个输入按键260输入的指令输出数字控制信号，进而对所有输出或某一路输出电压进行调整。

具体地，在本实用新型的一个示例中，输入按键260可以为3个，例如分别为通道选择按键、电压增加按键和电压减小按键。可以理解的是，该输入按键260的个数只是出于示例的目的，可以根据实际需要进行相应的调整，进而实现相关的功能。

为了配合输入按键260对所有输出或某一路输出电压进行调整，如图2所示，该数字电源还包括显示模块270。其中，显示模块270与控制器模块210相连，以便控制器模块210控制显示器模块270显示多个数字模拟转换模块220的模拟电压。具体地，用户通过输入按键260输入指令，控制器模块210根据输入指令输出数字控制信号，对所有输出或某一路输出电压进行调整，并通过显示模块270显示调整后的所有电压或某一路电压。其中，显示模块270可以为LCD显示模块。

在本实用新型的一个示例中，所述多个可以为16个，如图2所示，该数字电源有16路输出电压，其中，每一路输出范围与稳压模块供电电压相关。例如提供的电压为5V，每一路输出范围为0-5V。

下面结合图3以将第5路输出电压增加至4.2V为例说明该数字电源的电压调整过程。

步骤S301，初始化。

具体地，系统上电后，进入系统初始化，默认所有路输出均配置为3.300V，并通过LCD显示模块进行显示。

步骤S302，判断是否触发通道选择按键。

在执行完步骤S301之后，即系统初始化完成后，进入主程序，做按键扫描。判断是否触发通道选择按键，如果是，则执行步骤S303；否则，直接执行步骤S304。在该示例中，触发通道选择按键，则执行步骤S303。

步骤S303，Channel=(Channel++)%16。

在触发通道选择按键后，Channel根据按键次数作出相应的改变。在该示例中，触发按键5次即可进入第5路通道，并通过LCD的Channel位显示为5。

步骤S304，判断是否触发电压增加按键。

执行完步骤S303之后，如果触发电压增加按键，执行步骤S305；否则，执行步骤S306。在该示例中，触发电压增加按键，执行步骤S305。

步骤S305，将相应Channel的电压值增加。

具体地，当触发电压增加按键后，当前通道电压值就会逐渐增加,在该示例中，通道5通过电压增加按键逐渐增加至4.200V，LCD显示值与电压同步改变。执行完之后返回步骤S302。

步骤S306，判断是否触发电压减小按键。

具体地，在执行完步骤S304之后，判断未触发电压增加按键，则继续判断是否触发电压减小按键。如果触发电压减小按键，则执行步骤S307；否则，执行返回步骤S302。

步骤S307，将相应Channel的电压值减小。

具体地，当触发电压减小按键后，当前通道电压值就会逐渐减小,LCD显示值与电压同步改变。

需要说明的是，上述示例只是为了给出一个最基本和简单的应用，使用者可以根据需要，改变显示方式和电压改变方案。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims

1.一种数字电源，其特征在于，包括：

电源；

控制器模块，所述控制器模块根据用户输入的指令输出数字控制信号；

多个数字模拟转换模块，所述多个数字模拟转换模块根据所述数字控制信号生成对应的模拟电压；

多个供电隔离模块，所述多个供电隔离模块分别连接在所述电源和所述多个数字模拟转换模块之间；

多个通信隔离模块，所述多个通信隔离模块分别连接在所述控制器模块和所述多个数字模拟转换模块之间。

2.如权利要求1所述的数字电源，其特征在于，还包括：

稳压器模块，所述稳压器模块与所述电源、所述控制器模块、所述多个供电隔离模块和所述多个通信隔离模块相连，所述稳压器模块根据所述电源提供的电压为所述控制器模块、所述多个供电隔离模块和所述多个通信隔离模块供电。

3.如权利要求2所述的数字电源，其特征在于，所述稳压器模块为低压差线性稳压器模块。

4.如权利要求1所述的数字电源，其特征在于，还包括：

至少一个输入按键，所述至少一个输入按键与所述控制器模块相连，所述用户通过所述至少一个输入按键输入所述指令。

5.如权利要求1所述的数字电源，其特征在于，还包括：

显示模块，所述显示模块与所述控制器模块相连，所述显示模块显示所述多个数字模拟转换模块的模拟电压。

6.如权利要求1所述的数字电源，其特征在于，所述多个数字模拟转换模块包括参考电压提供子模块。

7.如权利要求6所述的数字电源，其特征在于，所述参考电压提供子模块为TL431芯片。