CN210724564U - 一种多输出电流配比可调dcdc模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及降压变换电路模块领域，具体公开了一种多输出电流配比可调DCDC模块，包括Buck‑Boost驱动电路(2)、底板(1)、电压采样板(3)、电流采样板(4)、主控制器STM32F409单片机(7)和LCD显示屏(5)；本实用新型实施例利用单片机的PWM波输出控制电力晶闸管的开通和关断，在输出侧用电压和电流采样板采集电压电流实时值，再用单片机ADC读取采样板所采取的值转化成实际电压和电流进行PID运算得到新的PWM值，重复过程直到达到设定的电压电流值。有LCD显示实时电流电压值和设定值，按键能够改变设定值，操作直观简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及降压变换电路模块领域，具体是一种多输出电流配比可调DCDC模块。
背景技术
随着电子产业的不断发展，出现了种类繁多的电子元器件，需要不同电压的电源进行供电。降压变换电路模块的出现一定程度上解决了上述问题，降压变换电路能够实现直流电压的改变，目前常用的是Buck电路，通过脉宽调制技术PWM波和高频电力晶闸管可以使直流输入电压的变大减小，目前市面上主要的模块都是采用Buck电路搭建，加入可调电阻使电压设定值可调。
然而，现有技术缺点如下：
1.Buck模块开环，无控制芯片；
2.电流不可调，实际电流取决与所接负载，应用范围较小，使用限制较多；
3.单输入单输出，输出电流配比不可控，无法实现同时为多负载进行供电；
4.无显示或人机交互界面，显示及操作较为复杂。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种多输出电流配比可调DCDC模块，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种多输出电流配比可调DCDC模块，包括Buck-Boost驱动电路、底板、电压采样板、电流采样板、主控制器STM32F409单片机和LCD显示屏；其中：
底板：为Buck-Boost驱动电路、电压采样板和电流采样板提供隔离电压供电，使用光耦隔离模块防止电磁干扰，同时作为平台支撑两个驱动板，引出电压采样板和电流采样板的接线口；
Buck-Boost驱动电路：用四个IGBT构成“H桥”DCDC变换电路，IGBT反并联二极管提供续流，底板提供的电压作为驱动电源，通过控制PWM的占空比来改变输出电压和电流的值，占空比越高，输出电压电流越大；
电压采样板：采样直流电流的实时值，采样周期相对于单片机始终周期可忽略不计，电压实时跟随，采样板无输出偏置，数值缩小比例为2/50；
电流采样板：采样直流电流的实时值，采样周期相对于单片机始终周期可忽略不计，电压实时跟随，采样板有输出偏置，缩小比例为2/50，采样板的数字输出信号要减去偏置；
LCD显示屏：STM32F409单片机给LCD显示屏进行供电，将读取的电压电流实时值进行显示；
独立按键：通过按键设定电流电压的设定值，按键在单片机上，可将电流设定值调大调小；
主控制器STM32F409单片机：将采集的数据减去偏置乘上放大系数转换成实际电压，与设定电压值进行比较，用PID算法进行运算得到PWM输出传给驱动电路实现闭环调节。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1.用STM32F407单片机作为控制芯片，使用PID算法作双闭环控制，电压电流均可控；
2.加入独立按键及LCD显示屏，可通过按键更改电流电压设定值，操作简便，同时LCD显示电压电流实际值，数据读取方便；
3.并联输出并且电流配比可调，可应用于多负载的情况，使用条件更为广阔。
综上所述，本实用新型实施例利用单片机的PWM波输出控制电力晶闸管的开通和关断，在输出侧用电压和电流采样板采集电压电流实时值，再用单片机ADC读取采样板所采取的值转化成实际电压和电流进行PID运算得到新的PWM值，重复过程直到达到设定的电压电流值。有LCD显示实时电流电压值和设定值，按键能够改变设定值，操作直观简单。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例。
图1为本实用新型实施例提供的多输出电流配比可调DCDC模块的结构示意图。
图2为本实用新型实施例提供的多输出电流配比可调DCDC模块的程序设计流程图。
图中：1-底板，2-Buck-Boost驱动电路，3-电压采样板，4-电流采样板，5-LCD显示屏，6-独立按键，7-主控制器STM32F409单片机。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例包括Buck-Boost驱动电路2、底板1、电压采样板3、电流采样板4、主控制器STM32F409单片机7和LCD显示屏5；
本实用新型实施例利用单片机的PWM波输出控制电力晶闸管的开通和关断，在输出侧用电压和电流采样板采集电压电流实时值，再用单片机ADC读取采样板所采取的值转化成实际电压和电流进行PID运算得到新的PWM值，重复过程直到达到设定的电压电流值。有LCD显示实时电流电压值和设定值，按键能够改变设定值，操作直观简单。
具体的，请参阅图1，本实用新型实施例中，一种多输出电流配比可调DCDC模块，包括
底板1：为Buck-Boost驱动电路，电压和电流采样板提供隔离电压供电，使用光耦隔离模块防止电磁干扰，同时作为平台支撑两个驱动板，引出电压和电流采样板的接线口；
Buck-Boost驱动电路2：用四个IGBT构成“H桥”DCDC变换电路，IGBT反并联二极管提供续流，底板提供的电压作为驱动电源，通过控制PWM的占空比来改变输出电压和电流的值，占空比越高，输出电压电流越大；
电压采样板3：采样直流电流的实时值，采样周期相对于单片机始终周期可忽略不计，电压实时跟随，采样板无输出偏置，数值缩小比例为2/50；
电流采样板4：采样直流电流的实时值，采样周期相对于单片机始终周期可忽略不计，电压实时跟随，采样板有输出偏置，缩小比例为2/50，采样板的数字输出信号要减去偏置；
LCD显示屏5：STM32F409单片机给LCD显示屏进行供电，将读取的电压电流实时值进行显示；
独立按键6：通过按键设定电流电压的设定值，按键在单片机上，可将电流设定值调大调小；
主控制器STM32F409单片机7：将采集的数据减去偏置乘上放大系数转换成实际电压，与设定电压值进行比较，用PID算法进行运算得到PWM输出传给驱动电路实现闭环调节。
如图2所示，在本实用新型实施例中，通过STM32F4的PWM波输出控制晶闸管的开通和关断。程序开始后先输出初始占空比的PWM，硬件电路导通后，采样电路将输出的电压电流实时值传入单片机的ADC，将所得到的数据减去偏置再进行放大相应倍数转化成真是电压和电流值，和用户的设定值进行比较，将两者的差待入PID闭环运算得到新的PWM波占空比，一直重复直到电压电流真实值保持在设定值为止。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种多输出电流配比可调DCDC模块，其特征在于，包括底板(1)、Buck-Boost驱动电路(2)、电压采样板(3)、电流采样板(4)、LCD显示屏(5)、独立按键(6)和主控制器STM32F409单片机(7)；其中：
Buck-Boost驱动电路(2)：用四个IGBT构成“H桥”DCDC变换电路，IGBT反并联二极管提供续流，底板提供的电压作为驱动电源，通过控制PWM的占空比来改变输出电压和电流的值；
电压采样板(3)：采样直流电流的实时值，电压实时跟随，采样板无输出偏置，数值缩小比例为2/50；
电流采样板(4)：采样直流电流的实时值，电压实时跟随，采样板有输出偏置，缩小比例为2/50；
主控制器STM32F409单片机(7)：将采集的数据减去偏置乘上放大系数转换成实际电压，与设定电压值进行比较，用PID算法进行运算得到PWM输出传给驱动电路实现闭环调节。
2.根据权利要求1所述的多输出电流配比可调DCDC模块，其特征在于，所述底板(1)为Buck-Boost驱动电路、电压采样板(3)和电流采样板(4)提供隔离电压供电，使用光耦隔离模块防止电磁干扰，同时作为平台支撑两个驱动板，引出电压采样板(3)和电流采样板(4)的接线口。
3.根据权利要求2所述的多输出电流配比可调DCDC模块，其特征在于，所述主控制器STM32F409单片机(7)给LCD显示屏(5)进行供电，LCD显示屏(5)用于将读取的电压电流实时值进行显示。
4.根据权利要求1-3任一所述的多输出电流配比可调DCDC模块，其特征在于，通过所述独立按键(6)设定电流电压的设定值。
5.根据权利要求4所述的多输出电流配比可调DCDC模块，其特征在于，所述独立按键(6)安装在所述主控制器STM32F409单片机(7)上。
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| CN112260548A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-22 | 中车大连电力牵引研发中心有限公司 | 一种应用于轨道交通的电源输出板卡 |
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| CN112260548B (zh) * | 2020-10-16 | 2021-10-12 | 中车大连电力牵引研发中心有限公司 | 一种应用于轨道交通的电源输出板卡 |
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