CN216851418U - 一种动态电源模拟系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种动态电源模拟系统，包括控制系统和输出电路；所述控制系统根据控制指令将数字电流信号转化为模拟信号，并输送至所述输出电路；所述输出电路将模拟信号放大，并转化为模拟电流信号稳定输出至目标设备。采用数字化电流曲线数据输入方式，进行实时控制输出，操作及控制方式简单灵活，并且易于升级。

Description

一种动态电源模拟系统

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别涉及一种动态电源模拟系统。

背景技术

电源模拟技术是一种电压、电流及功率输出控制系统，通过将用户所需的电压、电流及功率曲线进行模拟输出，以达到科研、生产的需要。

普通的大功率可编程直流电源主要是采用模拟电压信号控制输出额定电压、电流、功率。模拟电压的控制方式要求用户要产生电压信号，控制方式要求较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种动态电源模拟系统，以进行实时控制输出，操作及控制方式简单灵活，易于升级，满足高要求场合的需要。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种动态电源模拟系统，包括控制系统和输出电路；

所述控制系统根据控制指令将数字电流信号转化为模拟信号，并输送至所述输出电路；

所述输出电路将模拟信号放大，并转化为模拟电流信号稳定输出至目标设备。

可选的，所述控制系统包括输入键盘、RS485通信、显示器和主控制器；所述输入键盘的输出端与所述主控制器的输入端连接，所述主控制器的输出端与所述显示器、所述输出电路的输入端连接；

所述输入键盘产生数字电流信号和控制指令；所述RS485通信进行数字电流信号的传输；所述显示器用于显示所述数字电流信号和所述控制指令；所述主控制器采集所述数字电流信号和所述控制指令，并根据所述控制指令将所述数字电流信号转化为模拟信号。

可选的，所述输出电路包括模拟信号放大电路、电压电流转换电路和反馈稳定电路；所述模拟信号放大电路的输出端连接所述电压电流转换电路的输入端，所述电压电流转换电路的输出端连接到所述反馈稳定电路的输入端；

所述模拟信号放大电路将所述主控制器的提供的模拟信号进行放大并输送至所述电压电流转换电路；所述反馈稳定电路将所述电压电流转换电路的输出信号反馈到所述电压电流转换电路的输入端进行稳定，最后由所述电压电流转换电路进行输出。

可选的，所述模拟信号放大电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和放大芯片CF1；其中，所述电阻R1的第一端接所述主控制器提供的模拟信号，第二端与所述电阻R2的第二端并接到所述放大芯片CF1的正向输入，所述电阻R2的第一端接地；所述电阻R3的第一端和所述电阻R4 的第一端并接入所述放大芯片CF1的反向输入，所述电阻R3的第二端接地，所述电阻R4的第二端接所述放大芯片CF1的输出。

可选的，所述电压电流转换电路包括电阻R9、电阻R10、二极管D1和场效应管Q1；其中，所述电阻R9的第一端和所述二极管D1的负极并接入所述反馈稳定电路的输出，所述电阻R9的第二端、所述电阻R10的第一端和所述二极管D1的正极并接入所述场效应管Q1的G端，所述电阻R10的第二端接地；所述场效应管Q1的D端接电源正极，S端接目标设备。

可选的，所述反馈稳定电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8 和放大芯片CF2；其中，所述电阻R5的第一端接所述模拟信号放大电路提供的经过放大后的模拟信号，所述电阻R5的第二端与所述电阻R6的第二端并接到所述放大芯片CF2的正向输入，所述电阻R6的第一端接所述电压电流转换电路的输出信号；所述电阻R7的第一端和所述电阻R8的第一端并接入所述放大芯片CF2的反向输入，所述电阻R7的第二端接地，所述电阻R8的第二端接所述放大芯片CF2的输出。

可选的，所述动态电源模拟系统还包括电源模块，将交流信号转化为直流信号为所述控制系统和所述输出电路提供电源。

可选的，所述主控制器的型号为处理芯片STM32F767。

在本实用新型提供的动态电源模拟系统中，控制系统中的主控制器通过输入键盘或者RS485通信采集数字电路曲线信号，并将数字信号进行D/A 转化，根据输入键盘采集的输出控制指令将模拟信号输出给输出电路，同时将数字电流信号和控制指令经过显示器进行显示；输出电路中的模拟信号放大电路将控制系统输出的模拟信号进行放大，然后经过电压电流转换电路，转化为电流信号输出给目标设备，并且增加了反馈稳定电路。采用数字化电流曲线数据输入方式，进行实时控制输出，操作及控制方式简单灵活，并且易于升级。

附图说明

图1是本实用新型提供的动态电源模拟系统原理框图；

图2为本实用新型模拟信号放大电路原理图；

图3为本实用新型电压电流转换电路和反馈稳定电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种动态电源模拟系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

本实用新型提供了一种动态电源模拟系统，其原理结构如图1所示，包括控制系统1、输出电路2和电源模块3；所述控制系统1根据控制指令将数字电流信号转化为模拟信号，并输送至所述输出电路2；所述输出电路2将模拟信号放大，并转化为模拟电流信号稳定输出至目标设备；所述电源模块3将交流信号转化为直流信号为所述控制系统1和所述输出电路2提供电源。

所述控制系统1包括输入键盘4、RS485通信5、显示器6和主控制器 7；所述输入键盘4的输出端与所述主控制器7的输入端连接，所述主控制器7的输出端与所述显示器6、所述输出电路2的输入端连接；所述输入键盘产生数字电流信号和控制指令；所述RS485通信进行数字电流信号的传输，其中RS485接口的格式为：1起始位、1停止位、8数据位、无校验位；所述主控制器7(主要组成部件为处理芯片STM32F767)采集所述数字电流信号和所述控制指令，并根据所述控制指令将所述数字电流信号进行 D/A转化为模拟信号，发送给输出电路2，同时将数字电流信号和控制指令经过所述显示器6进行显示。

所述输出电路2包括模拟信号放大电路8、电压电流转换电路9和反馈稳定电路10；所述模拟信号放大电路8的输出端连接所述电压电流转换电路9的输入端，所述电压电流转换电路9的输出端连接到所述反馈稳定电路10的输入端；所述输出电路2上的模拟信号放大电路8(主要组成部件为放大芯片LM258)将所述主控制器7提供的模拟信号进行放大，然后输出给所述电压电流转换电路9(主要组成部件为场效应管IRFP450)；所述反馈稳定电路10将所述电压电流转换电路9的输出信号反馈到所述电压电流转换电路9的输入端进行稳定，最后由所述电压电流转换电路9进行输出。

如图2所示为所述模拟信号放大电路8的原理图，能够实现模拟信号的放大。所述模拟信号放大电路8包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻 R4和放大芯片CF1(型号为LM258)；其中，所述电阻R1的第一端接所述主控制器7提供的模拟信号，第二端与所述电阻R2的第二端并接到所述放大芯片CF1的正向输入，所述电阻R2的第一端接地。所述电阻R3的第一端和所述电阻R4的第一端并接入所述放大芯片CF1的反向输入，所述电阻 R3的第二端接地，所述电阻R4的第二端接所述放大芯片CF1的输出。

如图3所示为所述电压电流转换电路9和反馈稳定电路10的原理图，能够实现稳定的电压电流转换。所述电压电流转换电路9包括电阻R9、电阻R10、二极管D1和场效应管Q1(型号为IRFP450)；其中，所述电阻R9 的第一端和所述二极管D1的负极并接入所述反馈稳定电路10的输出，所述电阻R9的第二端、所述电阻R10的第一端和所述二极管D1的正极并接入所述场效应管Q1的G端，所述电阻R10的第二端接地；所述场效应管 Q1的D端接电源正极，S端接目标设备。本电压电流转换电路加入了限流电阻即电阻R9，能够限制所述场效应管Q1的G端输入电流；通过二极管 D1进行快速关断处理，能够实现快速响应关断动作；还加入了电阻R10实行断电保护，能够实现电路断电后，将残留的电进行消耗处理，防止在二次上电时，烧坏所述场效应管Q1；与常规电压电流转换电路相比，本实用新型的电压电流转换电路更加安全，速度更快。

所述反馈稳定电路10包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和放大芯片CF2；其中，所述电阻R5的第一端接所述模拟信号放大电路8提供的经过放大后的模拟信号，所述电阻R5的第二端与所述电阻R6的第二端并接到所述放大芯片CF2(型号为LM258)的正向输入，所述电阻R6的第一端接所述电压电流转换电路9的输出信号；所述电阻R7的第一端和所述电阻R8的第一端并接入所述放大芯片CF2的反向输入，所述电阻R7的第二端接地，所述电阻R8的第二端接所述放大芯片CF2的输出。

本实用新型的工作过程如下：

电源模块3将交流信号转化为直流信号，输送到控制系统1和输出电路2，主控制器7通过输入键盘4采集控制指令，并通过输入键盘4和RS485 通信5采集电流曲线信号，再根据控制指令将电流曲线信号发送给输出电路2的模拟信号放大电路8，经过放大后的模拟信号输送给电压电流转换电路9，反馈稳定电路10将电压电流转换电路9的输出信号反馈到电压电流转换电路9的输入端进行稳定，最后由电压电流转换电路9进行输出。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (8)

1.一种动态电源模拟系统，其特征在于，包括控制系统和输出电路；

所述控制系统根据控制指令将数字电流信号转化为模拟信号，并输送至所述输出电路；

所述输出电路将模拟信号放大，并转化为模拟电流信号稳定输出至目标设备。

2.如权利要求1所述的动态电源模拟系统，其特征在于，所述控制系统包括输入键盘、RS485通信、显示器和主控制器；所述输入键盘的输出端与所述主控制器的输入端连接，所述主控制器的输出端与所述显示器、所述输出电路的输入端连接；

所述输入键盘产生数字电流信号和控制指令；所述RS485通信进行数字电流信号的传输；所述显示器用于显示所述数字电流信号和所述控制指令；所述主控制器采集所述数字电流信号和所述控制指令，并根据所述控制指令将所述数字电流信号转化为模拟信号。

3.如权利要求2所述的动态电源模拟系统，其特征在于，所述输出电路包括模拟信号放大电路、电压电流转换电路和反馈稳定电路；所述模拟信号放大电路的输出端连接所述电压电流转换电路的输入端，所述电压电流转换电路的输出端连接到所述反馈稳定电路的输入端；

所述模拟信号放大电路将所述主控制器的提供的模拟信号进行放大并输送至所述电压电流转换电路；所述反馈稳定电路将所述电压电流转换电路的输出信号反馈到所述电压电流转换电路的输入端进行稳定，最后由所述电压电流转换电路进行输出。

4.如权利要求3所述的动态电源模拟系统，其特征在于，所述模拟信号放大电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和放大芯片CF1；其中，所述电阻R1的第一端接所述主控制器提供的模拟信号，第二端与所述电阻R2的第二端并接到所述放大芯片CF1的正向输入，所述电阻R2的第一端接地；所述电阻R3的第一端和所述电阻R4的第一端并接入所述放大芯片CF1的反向输入，所述电阻R3的第二端接地，所述电阻R4的第二端接所述放大芯片CF1的输出。

5.如权利要求3所述的动态电源模拟系统，其特征在于，所述电压电流转换电路包括电阻R9、电阻R10、二极管D1和场效应管Q1；其中，所述电阻R9的第一端和所述二极管D1的负极并接入所述反馈稳定电路的输出，所述电阻R9的第二端、所述电阻R10的第一端和所述二极管D1的正极并接入所述场效应管Q1的G端，所述电阻R10的第二端接地；所述场效应管Q1的D端接电源正极，S端接目标设备。

6.如权利要求3所述的动态电源模拟系统，其特征在于，所述反馈稳定电路包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和放大芯片CF2；其中，所述电阻R5的第一端接所述模拟信号放大电路提供的经过放大后的模拟信号，所述电阻R5的第二端与所述电阻R6的第二端并接到所述放大芯片CF2的正向输入，所述电阻R6的第一端接所述电压电流转换电路的输出信号；所述电阻R7的第一端和所述电阻R8的第一端并接入所述放大芯片CF2的反向输入，所述电阻R7的第二端接地，所述电阻R8的第二端接所述放大芯片CF2的输出。

7.如权利要求1所述的动态电源模拟系统，其特征在于，所述动态电源模拟系统还包括电源模块，将交流信号转化为直流信号为所述控制系统和所述输出电路提供电源。

8.如权利要求2所述的动态电源模拟系统，其特征在于，所述主控制器的型号为处理芯片STM32F767。

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