CN207882786U - 一种程控精密可调直流电压源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开并提供了一种程控精密可调直流电压源。它包括电源芯片LDO、电流测量电路、输出控制电路、数模转换电路DAC、模数转换电路ADC、MOS驱动电路、EEPROM存储电路、单片机系统和电压、电流校准装置，电源芯片LDO连接外部输入电源、数模转换电路DAC、电流测量电路，电流测量电路连接模数转换电路ADC、输出控制电路，输出控制电路连接外部电源输出、MOS驱动电路，单片机系统连接所述数模转换电路DAC、模数转换电路ADC、MOS驱动电路、EEPROM存储电路并连接外部通信电路，外部通信电路连接所述电压、电流校准装置。本实用新型可广泛应用于电子测试行业或教学实验领域作为一种程控精密可调直流电压源。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子测试行业或教学实验领域，尤其涉及一种程控精密可调直流电压源。
背景技术
在电子设备测试行业，要测试电子设备，首先要给待测设备供电，然后才能测试其功能是否正常，很多电子设备的输入电压很宽，为了测试其电源输入范围，需要使用可调电压源来模拟供电，测试待测设备在不同的工作电压下功能是否正常，目前要实现可调电压源主要有如下三种方法：
使用继电器切换不同电阻网络来实现输出电压调节；
使用数字电位器来实现输出电压调节；
使用标准可调电源仪器来实现。
上述方法存在着如下问题：1、使用继电器切换不同电阻网络的方法，只能输出特定的几种电压，不能实现无极调节电压，而且在切换电压过程中，输出电压会出现突变现象；2、使用数字电位器的方法，可以输出更多电压，但受限于数字电位器位数，比如8位数字电位器只能输出256个电压，那么0V~5V输出时，精度最多只能达到5000Mv/256=19.5Mv；而且数字电位器一般供电电压在5V以内，不能承受高电压，当需要输出更高电压时，必须增加其他电阻配合调节，此时无法做到线性调节；3、标准可调电压源仪器，电压可线性调节，输出精度高，但是动辄几千上万元人民币，成本太高，且体积大，不适合应用于大批量生产的测试/测量设备中。
综上所述，现有技术中的可调电压源存在着电压调节范围小、不能无极调节电压、调压过程中电压容易产生突变现象、设备成本高、体积大、精度低等缺点。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种电压调节范围宽、能无极调节电压、调压过程中电压不易产生突变现象、设备成较低、体积小、精度高的程控精密可调直流电压源。
本实用新型所采用的技术方案是：一种程控精密可调直流电压源，它包括程控可调电压源电路和电压、电流校准装置，所述程控可调电压源电路它包括电源芯片LDO、电流测量电路、输出控制电路、数模转换电路DAC、模数转换电路ADC、MOS驱动电路、EEPROM存储电路、单片机系统，所述电源芯片LDO连接外部输入电源、所述数模转换电路DAC、所述电流测量电路，所述电流测量电路连接所述模数转换电路ADC、所述输出控制电路，所述输出控制电路连接外部电源输出、所述MOS驱动电路，所述单片机系统连接所述数模转换电路DAC、所述模数转换电路ADC、所述MOS驱动电路、所述EEPROM存储电路并连接外部通信电路，所述外部通信电路连接所述电压、电流校准装置。
所述电流、电压校准装置包括电压校准部分和电流校准部分，所述电压校准部分通过串口通信发送命令控制所述程控可调电压源电路输出不同电压，使用标准电压表测量真实电压值，使用多个电压点的数据，利用最小二乘法算法可以得出系统和偏置，通过串口通信电路发送命令将校准参数写入所述EEPROM存储电路；所述电流校准部分通过串口通信电路发送命令控制所述程控可调电压源电路输出电压，连接电子负载，设置不同电流，通过串口通信电路读取测量的电流结果，同时使用标准电流表测量读取真实电流值，使用多个电流点的数据，利用最小二乘法算法可以得出系统和偏置，通过串口通信电路发送命令将校准参数写入所述EEPROM存储电路。
本实用新型的有益效果是：由于本实用新型它包括程控可调电压源电路和电压、电流校准装置，所述程控可调电压源电路它包括电源芯片LDO、电流测量电路、输出控制电路、数模转换电路DAC、模数转换电路ADC、MOS驱动电路、EEPROM存储电路、单片机系统，所述电源芯片LDO连接外部输入电源、所述数模转换电路DAC、所述电流测量电路，所述电流测量电路连接所述模数转换电路ADC、所述输出控制电路，所述输出控制电路连接外部电源输出、所述MOS驱动电路，所述单片机系统连接所述数模转换电路DAC、所述模数转换电路ADC、所述MOS驱动电路、所述EEPROM存储电路并连接外部通信电路，所述外部通信电路连接所述电压、电流校准装置。所述电流、电压校准装置包括电压校准部分和电流校准部分，所述电压校准部分通过串口通信发送命令控制所述程控可调电压源电路输出不同电压，使用标准电压表测量真实电压值，使用多个电压点的数据，利用最小二乘法算法可以得出系统和偏置，通过串口通信电路发送命令将校准参数写入所述EEPROM存储电路；所述电流校准部分通过串口通信电路发送命令控制所述程控可调电压源电路输出电压，连接电子负载，设置不同电流，通过串口通信电路读取测量的电流结果，同时使用标准电流表测量读取真实电流值，使用多个电流点的数据，利用最小二乘法算法可以得出系统和偏置，通过串口通信电路发送命令将校准参数写入所述EEPROM存储电路。所以本实用新型是一种电压调节范围宽、能无极调节电压、调压过程中电压不易产生突变现象、设备成较低、体积小、精度高的程控精密可调直流电压源。
附图说明
图1是本实用新型电路原理结构方框示意图；
图2是本实用新型的电路原理图；
图3是图2中A部分的电路原理图；
图4是图2中B部分的电路原理图；
图5是本实用新型电压校准部分操作步骤示意图；
图6是本实用新型电流校准部分操作步骤示意图。
具体实施方式
如图1至图6所示，本实用新型它包括程控可调电压源电路和电压、电流校准装置，所述程控可调电压源电路它包括电源芯片LDO、电流测量电路、输出控制电路、数模转换电路DAC、模数转换电路ADC、MOS驱动电路、EEPROM存储电路、单片机系统，所述电源芯片LDO连接外部输入电源、所述数模转换电路DAC、所述电流测量电路，所述电流测量电路连接所述模数转换电路ADC、所述输出控制电路，所述输出控制电路连接外部电源输出、所述MOS驱动电路，所述单片机系统连接所述数模转换电路DAC、所述模数转换电路ADC、所述MOS驱动电路、所述EEPROM存储电路并连接外部通信电路，所述外部通信电路连接所述电压、电流校准装置。
所述电流、电压校准装置包括电压校准部分和电流校准部分，所述电压校准部分通过串口通信发送命令控制所述程控可调电压源电路输出不同电压，使用标准电压表测量真实电压值，使用多个电压点的数据，利用最小二乘法算法可以得出系统和偏置，通过串口通信电路发送命令将校准参数写入所述EEPROM存储电路；所述电流校准部分通过串口通信电路发送命令控制所述程控可调电压源电路输出电压，连接电子负载，设置不同电流，通过串口通信电路读取测量的电流结果，同时使用标准电流表测量读取真实电流值，使用多个电流点的数据，利用最小二乘法算法可以得出系统和偏置，通过串口通信电路发送命令将校准参数写入所述EEPROM存储电路。
本实施例中，整个系统由电源系统和单片机控制系统组成；电源系统实现输出电压调节，输出电流检测，输出ON/OFF控制；单片机系统实现对电源系统的调节，检测，控制，并负责读写电压电流校准数据，经过计算得出最终结果，确保电压，电流精度；电源IC采用TPS5430，输入电压24V，输出范围从1.2V~20V线性可调，输出电流最大3A，支持近端反馈和远端反馈，Vout=4*Vdac+1.221V；本实用新型有如下特性和优点：使用DAC来控制TPS5430输出电压，Vout=4*Vdac+1.221V，实现了电压宽范围、高精度调节；完善的校准机制，确保1.221V~20V范围内输出电压精度达到±4mV，确保0A~3A范围内电流测量精度达到±（0.5mA+0.1%）；低廉的成本，整个程控可调精密电压源造价在500元人民币以内，本产器已经用于某测试设备量产共计500台。
本实用新型可广泛应用于电子测试行业或教学实验领域作为一种程控精密可调直流电压源。
Claims (2)
1.一种程控精密可调直流电压源，它包括程控可调电压源电路和电压、电流校准装置，其特征在于：所述程控可调电压源电路它包括电源芯片LDO、电流测量电路、输出控制电路、数模转换电路DAC、模数转换电路ADC、MOS驱动电路、EEPROM存储电路、单片机系统，所述电源芯片LDO连接外部输入电源、所述数模转换电路DAC、所述电流测量电路，所述电流测量电路连接所述模数转换电路ADC、所述输出控制电路，所述输出控制电路连接外部电源输出、所述MOS驱动电路，所述单片机系统连接所述数模转换电路DAC、所述模数转换电路ADC、所述MOS驱动电路、所述EEPROM存储电路并连接外部通信电路，所述外部通信电路连接所述电压、电流校准装置。
2.根据权利要求1所述的一种程控精密可调直流电压源，其特征在于：所述电流、电压校准装置包括电压校准部分和电流校准部分，所述电压校准部分通过串口通信发送命令控制所述程控可调电压源电路输出不同电压，使用标准电压表测量真实电压值，使用多个电压点的数据，利用最小二乘法算法可以得出系统和偏置，通过串口通信电路发送命令将校准参数写入所述EEPROM存储电路；所述电流校准部分通过串口通信电路发送命令控制所述程控可调电压源电路输出电压，连接电子负载，设置不同电流，通过串口通信电路读取测量的电流结果，同时使用标准电流表测量读取真实电流值，使用多个电流点的数据，利用最小二乘法算法可以得出系统和偏置，通过串口通信电路发送命令将校准参数写入所述EEPROM存储电路。
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