CN205232046U - 一种可调式电源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型主要涉及可调式电源装置，包括相互盖合在一起的上部外壳和下部外壳，其中上部外壳的底部开口和下部外壳的顶部开口对接使得组装在一起上部外壳和下部外壳具有形成它们内部的中空收容腔，固定在下部外壳上的一个下部线路板和固定在上部外壳上的一个上部线路板位于中空收容腔内，连接器的插座和插头两者中的一者设置在下部线路板顶面上而另一者设置在上部线路板的底面上，且插座和插头插合在一起，安装在下部线路板前端的一个输入接口部件接收交流电和需放大的电压信号源，以及安装在下部线路板后端的一个输出接口部件提供该电压信号源被放大后的输出电压。

Description

一种可调式电源装置

技术领域

本实用新型涉及一种通用的挂式电源供应装置，具体涉及一种在集成电路或待测电路等被测试时配合测试机或实验室而提供电源的用电电源供应装置。

背景技术

在常规的集成电路设计和封装测试领域中，每个晶圆商家或者封装测试商家因为设备采购时间的前后性，以及测试设备供应商各自测试机台型号配备源的侧重不一样，大多数设备厂商的测试设备输出的电压源只能提供0-50V或0-40V或0-20V这样的电压源。随着电子产品的多样化，例如现在市面上的LED驱动集成电路，如果试图测试这种驱动集成电路的工作电压值或过压保护电压值OVP等类似的电压测试项目，则它们要求的电压完全可能在40-100V之间，也就是说，当前设备厂商的测试设备输出的电压源不能完全覆盖实际所需的所有电压范围。在现有技术面临的这种情况下,为使测试设备利用得到扩展,而且测试装置具备通用性和具有性能稳定可靠的特点,以及对工程技术人员而言能够实现维护简便和易于操作的目的,本实用新型在后文中将介绍所开发的一个在较大电压范围内实现输出电压值可调的外挂式电源供应装置或电子设备。

实用新型内容

在本实用新型的一个可选实施例中，提供了一种可调式电源装置，针对产品的形状和构造而言其主要包括：相互盖合在一起的上部外壳和下部外壳，其中上部外壳的底部开口和下部外壳的顶部开口对接使得组装在一起上部外壳和下部外壳具有形成它们内部的中空收容腔，其中上部外壳和下部外壳可以通过任意的现有技术组装在一起，例如安置在两者上的卡扣相互扣合，或是通过螺丝固定，或是利用粘接剂来黏接等等。固定在下部外壳的底壳板上的一个下部线路板位于中空收容腔内，固定在上部外壳的顶壳板上的一个上部线路板位于中空收容腔内；一个连接器的插座和插头两者中的一者设置在下部线路板顶面上而另一者设置在上部线路板的底面上，且插座和插头插合在一起，使得下部线路板PCB和上部线路板PCB实现电气连接，上部和下部线路板两者各自上面焊接的元器件可以通过连接器和各自的布线实现电连接和信号交互。此外，还包括安装在下部线路板前端的一个输入接口部件以及安装在下部线路板后端的一个输出接口部件，而且具有设置在上部线路板顶面的数码管显示器，它对准开设在顶壳板上的显示窗口。还具有设置在上部线路板顶面的二极管，二极管的发光体对准开设在顶壳板上的一个指示孔。

上述的可调式电源装置，其中安装在下部线路板前端的一个输入接口部件接收交流电和需放大的电压信号源，以及安装在下部线路板后端的一个输出接口部件提供该电压信号源被放大后的输出电压，而设置在上部线路板顶面的数码管显示器对准开设在顶壳板上的显示窗口，该数码管显示器可以显示输出电压的采样值或者是显示输出电压施加在负载上时流经负载的电流值。另外当二极管被点亮时会在指示孔处发光。

上述的可调式电源装置，下部外壳前端的侧壁上开设有前端切口，下部线路板具有向前延伸的一个前侧导引部，输入接口部件安装在前侧导引部之上并随着前侧导引部一起从前端切口向外延伸到下部外壳之外。

上述的可调式电源装置，下部外壳后端的侧壁上开设有后端切口，下部线路板具有向后延伸的一个后侧导引部，输出接口部件安装在后侧导引部之上并随着后侧导引部一起从后端切口向外延伸到下部外壳之外。

上述的可调式电源装置，下部线路板上安装的一个工频变压器的初级绕组通过布置在下部线路板上的导电布线电连接到输入接口部件的第一组输入端子上。

上述的可调式电源装置，藉由该第一组输入端子接收的交流电(例如常规的交流市电，不同国家或地区的交流电有效值略有差异)传输至工频变压器，在工频变压器的第一次级绕组上产生第一交流电压和在工频变压器的第二次级绕组上产生第二交流电压。

上述的可调式电源装置，在下部线路板上安装的一个第一桥式整流器通过布置在下部线路板上的导电布线电连接到第一次级绕组，第一交流电压经第一桥式整流器整流后通过导电布线传输到安装在下部线路板上的一个第一电容器，由第一电容器滤除第一交流电压整流后的脉动电压的纹波；以及下部线路板上安装的一个稳压二极管的阴极通过布置在下部线路板上的导电布线电连接到第一电容器，第一电容器输出的电压由稳压二极管产生预设的第一直流电压。其中，第一电容器的一个极板通过布线电连接到第一桥式整流器的输出端而第一电容器的另一个极板通过布线电连接到下部线路板上的接地端GND布线上。并且稳压二极管的阴极通过布线电连接到第一电容器的一个极板，稳压二极管的阳极通过布线电连接到下部线路板上的接地端GND布线上。

上述的可调式电源装置，下部线路板上安装的一个第二桥式整流器通过布置在下部线路板上的导电布线电连接到第二次级绕组，第二交流电压经第二桥式整流器整流后通过导电布线传输到安装在下部线路板上的一个第二电容器，由第二电容器滤除第二交流电压整流后的脉动电压的纹波；及在下部线路板上安装的一个线性稳压器通过布置在下部线路板上的导电布线电连接到第二电容器，第二电容器输出的电压由线性稳压器进行电压转换在其输出端产生预设的第二直流电压。第二电容器的一个极板通过布线电连接到第二桥式整流器的输出端而第二电容器的另一个极板通过布线电连接到下部线路板上的接地端GND布线。线性稳压器依次通过布置在下部线路板上的导电布线、连接器和布置在上部线路板上的导电布线这样的导电路径，将第二直流电压传输到上部线路板上的各个元器件，例如将第二直流电压传输到安装在上部线路板上的处理器(MCU)的电源输入端，从而为该处理器提供工作电压。同时一个二极管焊接在上部线路板的顶面上，而且它的发光体从上部外壳的顶壳板的指示孔处，如果第二直流电压具有预设的电压值，则该二极管的阳极因为也藉由第二直流电压供电(其阴极通过上部线路板上的布线电连接到上部线路板上的接地端GND布线上)，当第二直流电压大于该二极管的正向导通电压阈值时该二极管就被点亮，告知使用者可调式电源装置通电可以进入工作状态。

上述的可调式电源装置，在下部线路板上安装有一个运算放大器和一个感应电阻，感应电阻的第一端通过布置在下部线路板上的导电布线电连接到运算放大器的输出端，感应电阻的第二端通过布置在下部线路板上的导电布线电连接到输出接口部件的一个提供输出电压的输出端子(OUT+)上；以及输入接口部件的第二组输入端子通过布置在下部线路板上的导电布线分别对应电连接在该运算放大器的正相和反相输入端，需放大的电压信号源VIN从第二组输入端子中的一个(IN+)输入到运算放大器的正相输入端。

上述的可调式电源装置，第一电压作为运算放大器的工作电源电压，并通过布置在下部线路板上的导电布线将第一电压输入到运算放大器的电源输入端。例如稳压二极管的阳极通过布线电连接到运算放大器的电源输入端。

上述的可调式电源装置，在下部线路板上安装有一个第一电阻和一个第二电阻，第一电阻通过布置在下部线路板上的导电布线电连接在运算放大器的反相输入端和接地端之间，第一电阻的一端通过布线电连接反相输入端和另一端通过导电布线电连接到下部线路板上的接地端GND布线上。第二电阻通过布置在下部线路板上的导电布线电连接在运算放大器的输出端和反相输入端之间；运算放大器输出的电压VO＝VIN(R2/R1+1)，其中设定R2是第二电阻的电阻值以及R1是第一电阻的电阻值。

上述的可调式电源装置，在下部线路板上安装有第一分压器(voltagedivider)和第二分压器，它们一般含串联的两个电阻，两个电阻互连的节点作为采样节点。第一分压器通过布置在下部线路板上的导电布线电连接在感应电阻的第一端和接地端之间，第二分压器通过布置在下部线路板上的导电布线电连接在感应电阻的第二端和接地端之间；安装在上部线路板上的一个处理器(MCU)依次通过布置在上部线路板上的导电布线、连接器和布置在下部线路板上的导电布线这样的导电路径，从第一分压器中的两个电阻互连的节点处撷取一个采样电压，按照相同的方式还从第二分压器中的两个电阻互连的节点处撷取另一个采样电压，两个采用电压表征了横跨在感应电阻两端的压降，藉此计算出流经感应电阻的电流来表征负载电流，处理器通过布置上部线路板上的导电布线电连接到数码管显示器从而在将负载电流值输送到数码管显示器予以显示。

上述的可调式电源装置，处理器通过从第一分压器和/或第二分压器上撷取的采样电压来表征与之成比例关系的输出电压，并且处理器将其输送到数码管显示器予以显示。

上述的可调式电源装置，安装在上部线路板顶面的一个带有按键的切换开关通过布置在上部线路板上的导电布线电连接在接地端和处理器的切换端口之间，切换开关带有的柱状按键的顶端从开设在顶壳板上的一个按键孔延伸到上部外壳的顶壳板的外部，柱状按键在按键孔处受力可以被按下来以接通或关断切换开关；当按压按键接通切换开关时，处理器切换到触发数码管显示器显示采样负载电流，当按压按键关断切换开关时，处理器切换到触发数码管显示器显示输出电压的采样电压。

附图说明

阅读以下详细说明并参照以下附图之后，本实用新型的特征和优势将显而易见：

图1A～1D展示了可调式电源装置的基本结构。

图2A～2B展示了可调式电源装置的上部外壳结构。

图3A～3C展示了可调式电源装置的下部外壳结构。

图4A～4B展示了可调式电源装置的下部外壳内置的下部线路板结构。

图5A～5D展示了可调式电源装置的上部外壳内置的上部线路板结构。

图6A～6B展示了可上部外壳内置的上部线路板带有的数码管显示器。

图7A～7C展示了三位数码管显示器的结构。

图8A～8D展示了下部外壳内置的下部线路板上安置的各电子元器件。

图9A～9B展示了工频变压器的基本结构。

具体实施方式

下面将结合各实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚完整的阐述，但所描述的实施例仅是本实用新型用作叙述说明所用的实施例而非全部的实施例，基于该等实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的方案都属于本实用新型的保护范围。

参见图1A和图1B所示，是本实用新型涉及的可调外挂式电源或者称之为可调式电源装置的外部示意图，可调式电源装置具有上部外壳101和下部外壳102，它们较佳的是利用绝缘材料制成的。而且该可调式电源装置的主要功效/机制体现在：撷取待放大的电压信号源SOURCEVOLTAGE并产生期望的输出电压OUTPUT，所以在可调式电源装置的前端和后端设有设置有输入接口部件106a和输出接口部件106b。具体地，本实用新型是在下部外壳102的前端和后端分别设置有输入接口部件106a和输出接口部件106b。从图1C俯视下部外壳102的底面，还可以获悉在该实施例中下部外壳102的底壳板上设置有多个并排设置的长条状的散热孔102c，图中是以多个条状的狭缝口作为范例来构成一个散热窗口，其用作电子元器件所产生的热量的消散途径。此外我们从图1D中还可以观察到上部外壳101和下部外壳102各自的侧面，藉由上部外壳101和下部外壳102紧密地组装结合在一起来整体性构成本实用新型所言的可调式电源装置的整个外壳。至于上部外壳101和下部外壳102的连接/组装方式，可以利用现有技术中常见的安置在该两者上的卡扣相互扣合，或是通过螺丝固定，或是利用粘接剂来黏接等。

参见图2A和图2B所示，是本实用新型中上部外壳101的结构示意图，上部外壳101是一个带有底部开口的且为中空的方形结构，它具有顶壳板101-1并且它的四个侧壁101-2构成一个方形的筒状结构，其中此筒状结构的底部开口也即上部外壳101的底部开口为一个敞口，但筒状结构的与底部开口相对应的顶部开口则藉由顶壳板101-1盖住，所以使得上部外壳101呈现为带有底部开口的中空方形结构。上部外壳101的顶壳板101-1和侧壁101-2在一个较佳的实施例中一体成型并且它们两者作为一个整体构件出现。另外参见图2B所示，还在该顶壳板101-1上分别设置有贯穿顶壳板101-1厚度的一个显示窗口101b、一个指示孔101c和一个按键孔101d，这三者在在位置关系上彼此邻近，而且较佳的将它们设置在上部外壳101的相对后端。同时，在上部外壳101的后端还设置有多个带有内螺丝孔的螺丝柱101a，其中螺丝柱101a位于上部外壳101的内部并固持在顶壳板101-1的内壁上。针对多个螺丝柱101a的分布位置而言虽然是任意的，但是在一些可选的实施例中，还可以设置螺丝柱101a较佳的靠近顶壳板101-1与侧壁101-2相衔接的连接线处，各个螺丝柱沿着顶壳板101-1的边缘布置。在图2B中，譬如两排螺丝柱101a中的一排分布在一组相对侧壁中的一个侧壁101-2和顶壳板101-1两者的连接线处，另一排则分布在该一组相对侧壁中的另一个侧壁101-2和顶壳板101-1两者的连接线处。在一些可选实施例中螺丝柱101a和顶壳板101-1一体成型。

参见图3A和图3B所示，是本实用新型中下部外壳102的结构示意图，下部外壳102是一个带有顶部开口的且为中空的方形结构，它具有底壳板102-1并且它的四个侧壁102-2构成一个方形的筒状结构，其中此筒状结构的顶部开口也即下部外壳102的顶部开口为一个敞口，但筒状结构的与顶部开口相对应的底部开口则藉由底壳板102-1盖住，所以使得下部外壳102呈现为带有顶部开口的中空方形结构。下部外壳102的底壳板102-1和侧壁102-2在一个较佳的实施例中一体成型并且它们两者作为一个整体构件。另外参见图3B和图3C所示，我们还在该底壳板102-1上设置有贯穿底壳板102-1厚度的多个并排设置的长条状的散热孔102c，散热孔102c较佳的分布在底壳板102-1的相对后端。另外，在底壳板102-1上还设置有多个带有内螺丝孔的螺丝柱102d，螺丝柱102d位于下部外壳102的内部并固持在底壳板102-1上。在多个螺丝柱102d中，还可以设置多个螺丝柱102d较佳的靠近底壳板102-1与侧壁102-2相衔接的连接线处，并沿着该连接线布置。在图3B中，譬如两排螺丝柱101a中的一排分布在一组相对侧壁102-2a中的一个侧壁和底壳板102-1两者的连接线处，而另一排则分布在该一组相对侧壁101-2a中的另一个侧壁和底壳板102-1两者的连接线处。在一些可选的实施例中，底壳板102-1和螺丝柱102d设置成一体成型。参见图3A和图3C所示，在下部外壳102的前端设置有一个切口102a，同时在下部外壳102的后端设置有一个切口102b。

下部外壳102的四个侧壁中包括在位置关系彼此相对的一组侧壁102-2a和在位置关系彼此相对的另一组侧壁102-2b(图3A)。针对后一组侧壁102-2b而言，位于该下部外壳102前端的一个侧壁102-2b上形成有的切口102a(例如方形切口)是敞口式的，意味着该切口102a从侧壁102-2b的中心位置一直延伸到该前端的侧壁102-2b的边沿位置处，导致侧壁102-2b的边沿会在下部外壳102的顶部开口一侧有一段缺口。与此同时，位于下部外壳102后端的侧壁102-2b上所形成的一个切口102b(如方形切口)却不是敞口式的，也即切口102b位于侧壁102-2b的中心处，但它没有延伸到该后端的侧壁102-2b的边沿处，侧壁102-2b的边沿不会在下部外壳102的顶部开口一侧造成任何缺口，该切口102b是封闭式可以卡住/固持住下文介绍的下部线路板103。

参见图4A和图4B所示，是下部外壳102内置下部线路板103的示意图，一个印刷电路板PCB也即下部线路板103带有多个锁定孔103-3，当我们将下部线路板103和下部外壳102组装在一起的时候，下部线路板103的每一个锁定孔103-3对应与该下部外壳102的底壳板102-1上的一个螺丝柱102d对准重合，目的在于，每个螺丝104a都可以穿过一个锁定孔103-3而旋拧至一个螺丝柱102d的内螺丝孔之中，从而以这种方式将下部线路板103紧紧地固定在下部外壳102上。并且下部外壳102的中空腔体刚好可以收容放置该下部线路板103。值得注意的是，作为电路板结构的一部分，下部线路板103在其前端具有一个前侧导引部103-1和在后端具有一个后侧导引部103-2，其中前侧导引部103-1和后侧导引部103-2的尺寸小于下部线路板103本体的尺寸，使得该前侧导引部103-1刚好能够从穿插透过下部外壳102的前端切口102a(参见图3A)并延伸到下部外壳102的外部，同样，后侧导引部103-2刚好能够从穿插透过下部外壳102的后端切口102b(参见图3A)并延伸到下部外壳102的外部。这是因为，一个输入接口部件106a安装在前侧导引部103-1位置处，一个输出接口部件106b安装在后侧导引部103-2位置处，则输入信号可以传递给输入接口部件106a而输出信号可以从输出接口部件106b处撷取。在图4A和图4B中，输入接口部件106a具有一个或多个台面结构103-1a、103-1b和台面结构103-1c、103-1d，每个台面结构均设置有与外部电路进行电性连接的金属接触片。相对应的是，输出接口部件106b具有一个或多个台面结构103-2a、103-2b，每个台面结构上均设置有与外部电路进行电性连接的金属接触片(输入端子)。作为可选的实施方式，相邻绝缘台面结构之间可以设置绝缘隔离板以防止短路和信号互扰。

参见图5A和图5B所示，是上部外壳101内置上部线路板105的示意图，一个印刷电路板PCB也即上部线路板105带有多个锁定孔105-1，当我们将上部线路板105和上部外壳101组装在一起的时候，上部线路板105的每一个锁定孔105-1对应与该上部外壳101的顶壳板101-1上的一个螺丝柱101a对准重合(为了便于理解，可与图2A～2B结合起来观察)，这样设置目的在于，每个螺丝都可以穿过一个锁定孔105-1而旋拧至一个螺丝柱101a的内螺丝孔之中，从而以这种方式将上部线路板105紧紧地固定在上部外壳101上。并且上部外壳101的中空腔体刚好可以收容放置该上部线路板105。在上部线路板105上以各种焊接方式，例如贴片等方式将各个元器件安置到它上面。我们将数码管显示器105a、处理器105b(MCU)、晶振105c以及一个带有按键的开关105d和一个二极管105e焊接设置在上部线路板105之上，并且这些元器件都是安装在上部线路板105的上表面/顶面。连接器105f的插座则安装在上部线路板105的下表面/底面，可从图5C和图5D中获悉。常规而言，上部线路板105上安装的元器件要么具有与电路板上的通孔相适配的针式引脚要么具有与电路板上的焊盘相适配的贴片式焊接脚，从而当该等元器件安装到类似上部线路板105这样的电路板上后就可以与电路板之间实现电气连接，亦相当于不同的元件与元件之间实现电气连接。业界具有通常知识者都知道，电路板普遍是以绝缘基板作为基材而且还是电子元器件电气连接的提供者，电路板的单面或者两面都有导电布线，贯穿电路板的通孔VIA可以作为元器件的插孔所用，还可使两层次以上的线路彼此导通。实际上可将元器件的引脚/焊接脚与通孔或焊盘通过焊锡类等导电焊接材料而实现固定和导电，并且通孔或焊盘也与一些导电布线是电性连接的，从而安装到电路板上的不同元器件通过导电布线实现相互电气连接。开关105d和一个二极管105e应当具有一定的高度，当上部线路板105和上部外壳101组装在一起的时候，开关105d的按键对准上部外壳101的顶壳板101-1上的按键孔101d并从按键孔101d中外露出来，而二极管105e则对准上部外壳101的顶壳板101-1上的指示孔101c并从指示孔101c中外露出来。同样，数码管显示器105a对准上部外壳101的顶壳板101-1上的显示窗口101b并从显示窗口101b处外露出来，这可以结合图2B以及图6A～6B来理解。图6A是俯视上部外壳101的顶壳板101-1，图6B是从侧面观察上部外壳101的顶壳板101-1。在可选的实施例中，图7A和图7B以及图7C展示了三位的数码管显示器105a，数码管显示器105a带有的插针脚可对接插入到上部线路板105中对应的通孔VIA中，用焊锡作为数码管显示器105a和上部线路板105之间达到固持和电气连接的焊接料。

参见图8A和图8B所示，是下部外壳102内置的下部线路板103的示意图，下部线路板103上安装有工频变压器103a、电解电容103b、运算放大器103c、可调电阻103d和连接器105f的插头103e以及一组二极管106f和一组二极管103g。其中安装在下部线路板103上面的一个连接器105f的插头(plug)103e需要与图5C～5D中安装在上部线路板105上的一个连接器105f的插座(socket)相适配，并且插头插合在插座之上从而该两者结合一起而彼此电气连接。下部线路板103上安装的这些元器件要么具有与电路板上的通孔相适配的针式引脚要么具有与电路板上的焊盘相适配的贴片式焊接脚，从而当该等元器件安装到类似下部线路板103这样的电路板上后就可以与电路板之间实现电气连接，亦相当于不同的元件与元件之间实现电气连接。图8C和图8D展示了安装在下部线路板103上面的各个元器件的示意图。从图8D可以获悉，下部线路板103的前端具有一个前侧导引部103-1和在后端具有一个后侧导引部103-2，前侧导引部103-1刚好能够从穿插透过下部外壳102的前端切口102a(参见图3C)并延伸到下部外壳102的外部，同样后侧导引部103-2刚好能够从穿插透过下部外壳102的后端切口102b(可参见图3C)并延伸到下部外壳102的外部。这是因为，一个输入接口部件106a安装在前侧导引部103-1位置处，一个输出接口部件106b安装在后侧导引部103-2位置处，输入信号可以传递给输入接口部件106a而输出信号可以从输出接口部件106b处撷取。图9A和图9B展示了工频变压器103a的器件类型，该工频变压器103a带有的插针脚可对接插入到下部线路板103中对应的通孔VIA中，用焊锡作为工频变压器103a和下部线路板103之间达到固持和电气连接的焊接料。

在可调式电源装置中，参见图4B，将220伏的交流市电接入到输入接口部件106a的台面结构103-1a、103-1b各自带有的金属接触片，具体而言，台面结构103-1a(例如接AC220火线)、103-1b(例如接AC220零线)各自带有的金属接触片继续通过与它们相邻的并布置在下部线路板103上的导电布线PCBRouting，将交流市电输送给安装在下部线路板103上的工频变压器103a的初级绕组，在工频变压器103a的第一次级绕组经过降压得到一个第一交流电(例如有效值为65V的交流电)，第一交流电由安装在下部线路板103上的一个第一桥式整流器进行整流，例如由图8B中的四个二极管103f连接构成一个第一桥式整流器。另外，第一桥式整流器的输出可由安装在下部线路板103上的电容稳压降低纹波，而且下部线路板103上的未示意出的稳压二极管对第一桥式整流器的输出进行进一步稳压后产生指定的预设电压值提供给运算放大器103c作为工作运行的电源电压，工频变压器103a的第一次级绕组和第一桥式整流器之间是通过位于下部线路板103上的导电布线连接，第一桥式整流器和稳压二极管间以及和运算放大器103c之间均是通过下部线路板103上的导电布线实现连接。

参见图4B和图8B，输出接口部件106a的另一组台面结构103-1c、103-1d各自带有的金属接触片分别连接到运算放大器103c的正相输入端(+IN)和反相输入端(－IN)，其中金属接触片和运算放大器103c间的这种连接关系也是通过下部线路板103上的导电布线实现的。运算放大器103c的输出端则与输出接口部件106b的一个台面结构103-2a带有的金属接触片通过布线连接，输出接口部件106b的另一个台面结构103-2b带有的金属接触片上的电位与运算放大器103c的输出端输出的电压OUTPUT的参考地电位相同，例如运算放大器103c的参考地电位VSS也通过布线耦合到该台面结构103-2b带有的金属接触片上，所以最终我们在台面结构103-2a带有的金属接触片(+OUT)和台面结构103-2b带有的金属接触片(－OUT)之间产生输出电压OUTPUT。其中该运算放大器103c的输出端和其反相输入端之间连接有可调电阻(假设阻值R2)，而且采用一个正反馈的计算方式使运算放大器103c的反相输入端和接地端GND之间连接一个固定电阻R1，这种连接关系都是通过下部线路板103上的导电布线实现的。运算放大器103c输出的电压VO满足函数关系：VO＝VIN(R2/R1+1)，其中电压VIN是输入在运算放大器103c的正相输入端(+IN)的电压值，如果试图改变运算放大器103c输出的电压VO的范围，只需要适当放大或缩小电阻R2/R1的值。

另外，在工频变压器103a的第二次级绕组经过降压得到一个第二交流电(例如有效值为8V的交流电)，这里的第二交流电由安装在下部线路板103上的一个第二桥式整流器进行整流，例如由图8B中的四个二极管103g连接构成一个第二桥式整流器。另外第二桥式整流器的输出可由安装在下部线路板103上的电容稳压降低纹波，而且下部线路板103上的未示意出的低压线性稳压器(lowdropoutregulator)对第二桥式整流器的输出电压进行进一步的调制形成稳定电压(例如5V)。工频变压器103a的第二次级绕组和第二桥式整流器之间是通过位于下部线路板103上的导电布线连接，第二桥式整流器和低压线性稳压器LDO间均是通过下部线路板103上的导电布线实现连接。

参见图8C，安装在下部线路板103上表面/顶面的插头103e(属于连接器105f)与图5C中安装在上部线路板105下表面的插座(属于连接器105f)适配，并插合在一起使得下部线路板103上的各个元器件和上部线路板105上的各个元器件可以通过布线以及连接器105f而相互电气连接。在可选实施例中，还可以在下部线路板103上或者是在上部线路板105上安装一个感应电阻(例如2W/100欧姆)，感应电阻的第一端连接在运算放大器103c的输出端而第二端连接到台面结构103-2a带有的金属接触片(+OUT)上，也就是说在感应电阻的第二端处提供输出的电压VO。还可以在下部线路板103上或者是在上部线路板105上安装由电阻构成的分压器，以便对运算放大器103c输出的电压VO进行分压采样，而流经感应电阻的电流则表征流经负载的电流大小。在下部线路板103上可以焊接有一个第一分压器(未示意出)和一个第二分压器(未示意出)，第一分压器通过布置在下部线路板上103的导电布线电连接在感应电阻的第一端和接地端GND之间，第二分压器则通过布置在下部线路板上的导电布线电连接在感应电阻的第二端和接地端之间。安装在上部线路板105上的处理器105b依次通过布置在上部线路板105上的导电布线、连接器105f和布置在下部线路板103上的导电布线从第一分压器中的两个电阻互连的节点处撷取一个采样电压，和从第二分压器中的两个电阻互连的节点处撷取另一个采样电压，藉此计算出流经感应电阻的电流来表征负载电流。例如处理器105b的一个电压采样端口连接到第二分压器(未示意出)上以撷取感应电阻的第二端处的电压的采样值，而处理器105b的另一个电压采样端口连接到第一分压器(未示意出)上以撷取感应电阻的第一端处的电压的采样值，负载电流可通过感应电阻两端的电压值直接计算得到，相当于也同时采样撷取到了负载电流。图5B中的晶振105c向处理器105b提供外部时钟源，也即通常所言时钟振荡信号CLOCK，它们两者通过上部线路板105上的导电布线相互电气连接。还将将数码管显示器105a和处理器105b通过上部线路板105上的导电布线相互电气连接，以便将负载电流和输出电压VO的采样值以具体数值的方式显示在数码管显示器105a上，其中带有按键的开关105d是切换开关，切换开关105d连接到处理器105b的一个选择端口，当需要数码管显示器105a显示负载电流时将开关105d的按键按下，则处理器105b的选择端口藉由被接通的切换开关105d连接到接地GND为低电平，也即切换到显示采样负载电流。当需要数码管显示器105a显示输出电压VO时将开关105d的按键再次按下，则切换开关105d断开，也即切换到输出电压VO或其采样值。其中焊接在上部线路板105上表面的二极管105e用于显示处理器105b的供电电源，如果低压线性稳压器LDO提供了预期的电源电压则该电压点亮二极管105e。

本实用新型例如可以提供0-100V的可调外挂式电源：先按要求绘制PCB图后制作印制电路板，其组装技术要求有三点：先印制白色的字符丝印，电路板的板材厚度为1.6mm以及采用的铜箔厚度大于等于35um，对印制电路板增添一个喷锡材的工艺，以防止氧化和确保焊接良好，之后再组装PCBA，元件焊接之前先用万用表检查PCB的基本电器性能，若性能都良好，就按照元件体积从小到大的顺序依次焊接在印制电路板上，焊接时确认元件的极性和安装的位置是否正确。电源和显示板制作完成后用相关(两个XH-9A连接器)的排线连接好，通上电源，输入输出通道串接例如安捷伦电压和双通道示波器作初步电性检查，再用螺丝将所有印制电路板组装体牢牢固定在外壳内，然后做振动实验和高低温老化实验，最后再做EMC抗干扰和群脉冲实验，所有实验完成后再通电分别用标准样品测试检验其准确性。使用时，首先确定0-100V可调外挂式电源的AC220V交流输入端口与市电连接，然后利用输入接口部件106a的输入端口(+IN)和(-IN)分别连接到需放大电压的信号源(要求输入电压在0-20V范围内)，最后就可以在输出接口部件106b的输出端口(+OUT)和(-OUT)端口得到我们想要的输出电压VO。鉴于业界的技术人员已经熟知同一电路板上的不同元器件是同步该电路板上的布线相互电连接和传递信号，所以本文并未对此一一赘述。另外值得注意的是，不同电路板上的元器件可以通过电路板上的布线和电路板之间的连接器实现相互电连接和传递信号。

在一些可选实施例中，由本文介绍的原理可知，市电AC220V经变压器初级线圈输入可降压变成AC交流电压(例如65V)从第一组次级线圈输出，然后经第一桥式整流器整流后通过一个电阻限流后再经稳压二极管稳压后提供给运算放大器的电源端。而运放放大器电路是正反馈连接方式，使得VO＝VIN(R2/R1+1)，若放大倍数要更改，可适当放大或缩小电阻R2/R1的值。以及市电AC220V经变压器初级线圈输入，降压变成AC交流电压(例如8V)从第二组次级线圈输出，然后经第二桥式整流器整流再经譬如三端稳压管式(例如采用U1L7805)的线性稳压器LDO后提供给处理器MCU的电源端。运算放大器的输出电压经感应电阻(如2W100欧)及其两端的采样和分压电阻后送给处理器的A/D输入口，经处理器处理计算后让三位数码管显示器来显示具体的电压值，若要知道实际供给负载多少电流，按切换开关即可。本实用新型的目的之一是提供一种较大范围幅度电压值的(例如0-100V)可调外挂式电源装置，它能满足目前市场上大部份测试机对电压源扩展升压的需求，同时这种电压源因端口统一简单明了，便于生产管理识别和维护，电压源采用不锈钢外壳屏蔽,在抗震抗压上有显著作用。由显示板、电源板、上盖和下盖来组成的箱体，还包括安装在印制电路板上的测试电路。本实用新型提供的可调外挂式电源装置由于采用了上述方案，使之与现有技术相比较，具有以下的优点和积极效果：1、本实用新型提供较大范围幅度电压值的(例如0-100V)可调外挂式电源装置由于采用了限流降压保护电路，能保护核心集成运算放在电路,延长使用寿命。2、本实用新型提供较大范围幅度电压值的(例如0-100V)由于采用了工频变压器转换电压，相比其他电源供电方式，输出电压纹波小，保证电压源放大精度的准确性。3、本实用新型提供较大范围幅度电压值的(例如0-100V)由于采用了三位数码管和电压电流转换按键，能直观地显示实际输出电压和电流的大小，易于做出核正比对。4、本实用新型提供较大范围幅度电压值的(如0-100V)由于采用了处理器MCU作电压电流采样并且作内部数据处理，运算速度和瞬态响应速度快而且抗干扰性能好。5、本实用新型0-100V可调外挂式电源装置外观简洁美观、成本较低、体积小，制作工艺复杂精准，易操作，易于和其他测试设备配合且应用面广泛。在一个可选的实施例中，我们设定连接到运算放大器103c的正相输入端(+IN)的输入电压VIN的范围为不低于3伏。

以上通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，上述实用新型提出了现有的较佳实施例，但这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本实用新型的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本实用新型的意图和范围内。

Claims (13)

1.一种可调式电源装置，其特征在于，包括：

相互盖合在一起的上部外壳和下部外壳，其中上部外壳的底部开口和下部外壳的顶部开口对接使得组装在一起上部外壳和下部外壳具有形成它们内部的中空收容腔；

固定在下部外壳的底壳板上的一个下部线路板位于中空收容腔内；

固定在上部外壳的顶壳板上的一个上部线路板位于中空收容腔内；

连接器的插座和插头两者中的一者设置在下部线路板顶面上而另一者设置在上部线路板的底面上，且插座和插头插合在一起；

安装在下部线路板前端的一个输入接口部件接收交流电和需放大的电压信号源，以及安装在下部线路板后端的一个输出接口部件提供该电压信号源被放大后的输出电压；

设置在上部线路板顶面的数码管显示器对准开设在顶壳板上的显示窗口，数码管显示器显示输出电压的采样值或者显示输出电压施加在负载上时流经负载的电流值。

2.根据权利要求1所述的一种可调式电源装置，其特征在于，下部外壳前端的侧壁上开设有前端切口，下部线路板具有向前延伸的一个前侧导引部，输入接口部件安装在前侧导引部之上并随着前侧导引部一起从前端切口向外延伸到下部外壳之外。

3.根据权利要求1所述的一种可调式电源装置，其特征在于，下部外壳后端的侧壁上开设有后端切口，下部线路板具有向后延伸的一个后侧导引部，输出接口部件安装在后侧导引部之上并随着后侧导引部一起从后端切口向外延伸到下部外壳之外。

4.根据权利要求1所述的一种可调式电源装置，其特征在于，下部线路板上安装的一个工频变压器的初级绕组通过布置在下部线路板上的导电布线电连接到输入接口部件的第一组输入端子上。

5.根据权利要求4所述的一种可调式电源装置，其特征在于，藉由该第一组输入端子接收的交流电传输至工频变压器，在工频变压器的第一次级绕组上产生第一交流电压和在工频变压器的第二次级绕组上产生第二交流电压。

6.根据权利要求5所述的一种可调式电源装置，其特征在于，下部线路板上安装的一个第一桥式整流器通过布置在下部线路板上的导电布线电连接到第一次级绕组，第一交流电压经第一桥式整流器整流后通过导电布线传输到安装在下部线路板上的一个第一电容器，由第一电容器滤除第一交流电压整流后的脉动电压的纹波；以及

下部线路板上安装的一个稳压二极管的阴极通过布置在下部线路板上的导电布线电连接到第一电容器，第一电容器输出的电压由稳压二极管产生预设的第一直流电压。

7.根据权利要求5所述的一种可调式电源装置，其特征在于，下部线路板上安装的一个第二桥式整流器通过布置在下部线路板上的导电布线电连接到第二次级绕组，第二交流电压经第二桥式整流器整流后通过导电布线传输到安装在下部线路板上的一个第二电容器，由第二电容器滤除第二交流电压整流后的脉动电压的纹波；以及

在下部线路板上安装的一个线性稳压器通过布置在下部线路板上的导电布线电连接到第二电容器，第二电容器输出的电压由线性稳压器进行电压转换产生第二直流电压。

8.根据权利要求6所述的一种可调式电源装置，其特征在于，在下部线路板上安装有一个运算放大器和一个感应电阻，其中感应电阻的第一端通过布置在下部线路板上的导电布线电连接到运算放大器的输出端，感应电阻的第二端通过布置在下部线路板上的导电布线电连接到输出接口部件的一个提供输出电压的输出端子上；以及

输入接口部件的第二组输入端子通过布置在下部线路板上的导电布线分别对应电连接在该运算放大器的正相和反相输入端，需放大的电压信号源VIN从第二组输入端子中的一个输入到运算放大器的正相输入端。

9.根据权利要求8所述的一种可调式电源装置，其特征在于，第一直流电压作为运算放大器的工作电源电压，通过布置在下部线路板上的导电布线将第一直流电压输入到运算放大器的电源输入端。

10.根据权利要求8所述的一种可调式电源装置，其特征在于，在下部线路板上安装有一个第一电阻和一个第二电阻，第一电阻通过布置在下部线路板上的导电布线电连接在运算放大器的反相输入端和接地端之间，第二电阻通过布置在下部线路板上的导电布线电连接在运算放大器的输出端和反相输入端之间；

使运算放大器输出的电压VO满足VO＝VIN(R2/R1+1)，其中设定R2是第二电阻的电阻值以及R1是第一电阻的电阻值。

11.根据权利要求8所述的一种可调式电源装置，其特征在于，在下部线路板上安装有一个第一分压器和一个第二分压器，第一分压器通过布置在下部线路板上的导电布线电连接在感应电阻的第一端和接地端之间，第二分压器通过布置在下部线路板上的导电布线电连接在感应电阻的第二端和接地端之间；

安装在上部线路板上的一个处理器依次通过布置在上部线路板上的导电布线、连接器和布置在下部线路板上的导电布线从第一分压器中的两个电阻互连的节点处撷取一个采样电压，和从第二分压器中的两个电阻互连的节点处撷取另一个采样电压，藉此计算出流经感应电阻的电流来表征负载电流，处理器将其输送到数码管显示器予以显示。

12.根据权利要求8所述的一种可调式电源装置，其特征在于，处理器通过从第一分压器和/或第二分压器上撷取的采样电压来表征与之成比例关系的输出电压，并且处理器将其输送到数码管显示器予以显示。

13.根据权利要求12所述的一种可调式电源装置，其特征在于，安装在上部线路板顶面的一个带有按键的切换开关通过布置在上部线路板上的导电布线电连接在接地端和处理器之间，切换开关带有的柱状按键的顶端从开设在顶壳板上的一个按键孔延伸到上部外壳的顶壳板的外部，柱状按键在按键孔处受力可以被按下来接通或关断切换开关；

当按压按键接通切换开关时，处理器切换到触发数码管显示器显示采样负载电流，当按压按键关断切换开关时，处理器切换到触发数码管显示器显示输出电压的采样电压。