CN218782552U - 一种单极结构的恒流可编程电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单极结构的恒流可编程电源，包括变压器T1，以及开关控制电路、主输出电流电路，还包括处理器MCU、输入电压采集电路、输出电压采集电路；输入电压采集电路和输出电压采集电路均设于变压器T1的副边，输入电压采集电路的输出端连接于处理器MCU；处理器MCU的输出脚连接有隔离光耦U2，隔离光耦U2连接于开关控制电路的原边恒流控制器，原边恒流控制器用于输出信号至变压器T1原边；处理器MCU设置有用于连接终端的编程口。本实用新型在变压器的副边采集输出电压和输入电压，在PC端调整参数，配合变压器的原边恒流控制器来实现可编程电源，即实现了单极结构的恒流可编程电源，减少驱动电源规格种类，方便备料与生产。

Description

一种单极结构的恒流可编程电源

技术领域

本实用新型涉及电源领域，尤其涉及一种单极结构的恒流可编程电源。

背景技术

在生产时发现系统机种一个系列有机种份bom或者上百份的bom，即使每一个机种之间的差异物料很少，只要有一颗物料差异，也要新建一个机种bom；为了得到客户需求的电源，不得不通过改变硬件参数来实现新需求，由于每一个机种都有三档电流，调试起来三档电流相互影响，影响输入调整率或者影响输出调整率，给调试带来很大的困难；新机种多的同时也给仓库、生产、采购、计划等部门带来很大困扰，因为机种之间差异很相似，对物料的采购种类多，物料不统一，给仓库带来空间利用率低，生产换线频率高，导致生产效率低下。

综上，现有技术中原本电源每改变一个输出电流就要新建一个机种规格、当需求多了之后、就会导致电源的种类多、调试繁琐、既浪费时间也不便备料。

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种单极结构的恒流可编程电源，以解决现有技术中电源种类较多导致的备料不便的问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种单极结构的恒流可编程电源，包括变压器T1，以及位于所述变压器T1原边的开关控制电路、位于所述变压器T1副边的主输出电流电路，还包括处理器MCU、输入电压采集电路、输出电压采集电路；所述输入电压采集电路和所述输出电压采集电路均设于所述变压器T1的副边，所述输入电压采集电路的输出端连接于所述处理器MCU；所述处理器MCU的输出脚连接有隔离光耦U2，所述隔离光耦U2连接于所述开关控制电路的原边恒流控制器，所述原边恒流控制器用于输出信号至所述变压器T1原边；所述处理器MCU设置有用于连接终端的编程口。

进一步地，所述输入电压采集电路包括二极管D5、电容C3、电阻R11、电阻R13、电容C6；所述二极管D5的正极连接于所述变压器T1的副边线圈，负极一路通过所述电容C3连接于所述变压器T1的副边线圈，另一路连接于所述电阻R11；所述电阻R11一路通过所述电容C6接地，另一路通过所述电阻R13接地；所述电阻R13的正极连接于所述处理器MCU发送INPUT-VOL-ADC信号。

进一步地，所述输出电压采集电路包括电容EC2、二极管D6、电阻R7、电阻R9、电容C4；所述电容EC2的正极连接于所述变压器T1的副边线圈，负极接地；所述二极管D6的正极接地，负极连接于所述变压器T1的副边线圈；所述电阻R7的一端连接于所述变压器T1的副边线圈，另一端连接所述电阻R9、所述电容C4，所述电阻R9、所述电容C4并联后接地；所述电阻R9的正极连接于所述处理器MCU发送OUTPUT-VOL-ADC信号。

进一步地，所述隔离光耦U2的2脚连接于所述处理器MCU的输出脚，3脚接地，4脚一路连接于所述原边恒流控制器，另一路连接电阻R17后连接VCC，1脚连接电阻R18后连接电源。

进一步地，所述电容C3、电容EC2为储能电容。

进一步地，所述电容C6、电容C4为旁路滤波电容。

进一步地，所述主输出电流电路包括二极管D1、电容EC1、电阻R6、电容C2；所述电容EC1、所述电阻R6和所述电容C2并联后具备第一端和第二端，第一端分为两路，第一路经过所述二极管D1连接于所述变压器T1的副边线圈，第二路连接于LED的正极，第二端连接于LED的负极。

进一步地，所述开关控制电路包括所述原边恒流控制器、电容C1、电阻R5、电阻R1、电阻R3、二极管D3、MOS管Q2、电阻R8、电阻R12；所述原边恒流控制器的引脚a连接于所述电阻R8，所述电阻R8连接于所述电阻R12，所述电阻R12接地；所述原边恒流控制器的引脚b连接于所述MOS管Q2的栅极，所述MOS管Q2的源极连接于所述电阻R12，所述MOS管Q2的漏极一路连接于所述变压器T1的原边线圈，另一路连接于所述二极管D3，所述二极管D3一路连接于所述电阻R5、另一路连接于所述电阻R3，所述电阻R5通过所述电容C1连接于所述变压器T1的原边线圈，所述电阻R3通过所述电阻R1连接于所述变压器T1的原边线圈。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果如下：

本实用新型通过采集输入电压和输出电压信号，配合MCU的处理实现高精度电流输出，实时调整输出电流，同时，MCU处理完成后通过隔离光耦U2传递给原边恒流控制器，从而经过变压器调整主输出电流电路输出的电流，以实时调整输出电流，降低输出功率来达到欠压保护的；

本实用新型只需要在PC端调整参数，即能够实时改变电源的输出电流，以使得实时输出电流符合需求，本实用新型可以将不同规格的电源经过参数的调整后匹配需求电流，无需准备多个不同规格的电源，减少驱动电源规格种类的数量，解决现有技术中电源种类多、调试繁琐的问题，取消调试所用的时间，提高生产的效率；

本实用新型利用D5,C3,R11,C6,R13,EC2,R7,C4,R9组成信号采集线路，再由MCU处理器来分析采集信息，利用逻辑计算产生新的信号通过U2传输到原边恒流控制器控制脚，来实现高精度电流的输出；

本实用新型利用输入电压采集电路和输出电压采集电路，实时采集INPUT信号和OUTPUT信号，经过MCU的处理后，再经过原边恒流控制器的控制输出，以实现高精度调整输出电流的变化。以此，一个型号的电源即可适应多种不同的场景，无需准备多种规格电源，仅需一个规格的电源，在PC端调整参数即可；

本实用新型在变压器的副边采集输出电压和输入电压，在PC端调整参数，配合变压器的原边恒流控制器来实现可编程电源，实现了单极结构的恒流可编程电源；

在实际使用时，可以集中采购、备料，减少电源的种类以及数量，减轻仓储压力，降低仓储成本，调节电流时，直接在PC端调节即可。

附图说明

图1示出了本实用新型实施例装置的系统框图；

图2示出了本实用新型实施例的电路原理图。

附图中标记：1、输入电压采集电路，2、输出电压采集电路，3、主输出电流电路。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的装置作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图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方式的目的。为了使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

实施例：

如图1所示，一种单极结构的恒流可编程电源，解决原本电源每改变一个输出电流就要新建一个机种规格、当需求多了之后、就会导致电源的种类多、调试繁琐、既浪费时间也不便备料的问题，实现机种减少，系统bom减少，减少物料种类，减少换线次数的电源。

一种单极结构的恒流可编程电源包括原边恒流控制器、能量转换器、处理器MCU、编程口，编程口连接于终端用于输入或者修改参数，其中，原边恒流控制器位于变压器的原边用于从处理器MCU处接收控制信号后控制输出电流，能量转换器将采集到的实时输入电压、输出电压发送至处理器MCU，并且从终端输入修改参数后从编程口传递至处理器MCU，处理器MCU将修改后的参数、输入电压、输出电压进行处理后发送控制信号给原边恒流控制器，从而实现在终端修改或者输入参数即能够改变输出电流的目的，以此可以使用一个电源配合参数的设置实现电流输出，使得一个电源可以适用于多个场合，无需额外准备不同规格的电源。

具体的，如图2所示，一种单极结构的恒流可编程电源包括变压器T1，以及位于变压器T1原边的开关控制电路、位于变压器T1副边的主输出电流电路3，还包括处理器MCU、输入电压采集电路1、输出电压采集电路2；输入电压采集电路1和输出电压采集电路2均设于变压器T1的副边，用于实时采集输入电压和输出电压，无需人为干预即可自动采集。输入电压采集电路1的输出端连接于处理器MCU用于发生INPUT-VOL-ADC信号，输出电压采集电路2的输出端连接于处理器MCU用于发送OUTPUT-VOL-ADC信号，两个信号均发送至处理器MCU进行处理；处理器MCU的输出脚连接有隔离光耦U2，隔离光耦U2连接于开关控制电路的原边恒流控制器，原边恒流控制器用于输出信号至变压器T1原边。

处理器MCU设置有用于连接终端的编程口，终端可以是PC端、APP端等任何可以输入、修改参数的设备，本实施例中采用PC端，通过PC端调整输出电流，实现可编程电源。

进一步地，如图2所示，输入电压采集电路1包括二极管D5、电容C3、电阻R11、电阻R13、电容C6；其中，二极管D5的正极连接于变压器T1的副边线圈，负极一路通过电容C3连接于变压器T1的副边线圈，另一路连接于电阻R11；电阻R11一路通过电容C6接地，另一路通过电阻R13接地；电阻R13的正极连接于处理器MCU发送INPUT-VOL-ADC信号。在本实施例中，D5是整流二极管，C3做为储能电容，通过R11、R13分压后把信息传递给MCU，C6为旁路滤波电容实现滤波。

输出电压采集电路2包括电容EC2、二极管D6、电阻R7、电阻R9、电容C4；电容EC2的正极连接于变压器T1的副边线圈，负极接地；二极管D6的正极接地，负极连接于变压器T1的副边线圈；电阻R7的一端连接于变压器T1的副边线圈，另一端连接电阻R9、电容C4，电阻R9、电容C4并联后接地；电阻R9的正极连接于处理器MCU发送OUTPUT-VOL-ADC信号。本实施例中，D6是整流二极管，EC2做为储能电容，通过R7、R9分压后把信息传递给MCU，C4为旁路滤波电容实现滤波。

本实用新型利用输入电压采集电路1采集输入电压，利用输出电压采集电路2采集输出电压，并且利用各自的电路结构实现实时采样，在采样阶段无需人为输入，无需人为干预，只需要在编程口调整参数即可，既能够将电源的适应范围扩大，又能够实现自动化采样，整个过程简单便捷。同时，自动采样的精度较高，相比电压计而言，本实用新型既能够自动采样，其精度又高，从而使得MCU的处理精度高，从而提高输出电流的精度。

隔离光耦U2的2脚连接于处理器MCU的输出脚，3脚接地，4脚一路连接于原边恒流控制器，另一路连接电阻R17后连接VCC，1脚连接电阻R18后连接电源。其中，隔离光耦U2做为信号传输作用，将MCU输出的信号发送至原边恒流控制器，同时U2也起到隔离作用将信号进行隔离后再传输，由于MCU是信号处理IC供电部分和原边供电部分不共地，因此本实用新型通过光耦U2来实现。

主输出电流电路3包括二极管D1、电容EC1、电阻R6、电容C2；电容EC1、电阻R6和电容C2并联后具备第一端和第二端，第一端分为两路，第一路经过二极管D1连接于变压器T1的副边线圈，第二路连接于LED的正极，第二端连接于LED的负极，将电压电流信号给到LED。在此过程中，输出电压采集电路2实时监测输出电流，经过MCU的处理后实时调整输出电流。

开关控制电路包括原边恒流控制器、电容C1、电阻R5、电阻R1、电阻R3、二极管D3、MOS管Q2、电阻R8、电阻R12；原边恒流控制器的引脚a连接于电阻R8，电阻R8连接于电阻R12，电阻R12接地；原边恒流控制器的引脚b连接于MOS管Q2的栅极，MOS管Q2的源极连接于电阻R12，MOS管Q2的漏极一路连接于变压器T1的原边线圈，另一路连接于二极管D3，二极管D3一路连接于电阻R5、另一路连接于电阻R3，电阻R5通过电容C1连接于变压器T1的原边线圈，电阻R3通过电阻R1连接于变压器T1的原边线圈。开关控制电路通过电阻R8接收原边恒流控制器的控制信号，以调节副边的主输出电流电路3的输出电流。

工作原理：如图1和图2所示，本实用新型为一个flayback拓扑线路，是由原边恒流控制器、能量转换器外加MCU处理器等结构组成。本实用新型设置输入电压采集、输出电压采集与编程口以及光耦U2相结合实现高精度输出电流调节。其中，编程口通过串口连接器与PC端连接，由PC上位机调整参数设置。输入电压、输出电压采集用于输出电流调整率的调节，即实时调整输出电流精度，以实现单机恒流可编程电源。

本实施例中，在变压器T1左半部分线路是拓扑flyback原边开关控制部分，由D1、EC1、R6、C2组成主输出电流部分；输入电压采集电路由D5、C3、R11、R13、C6组成并且向MCU输出一个INPUT-VOL-ADC信号，输出电压采集电路由EC2、D6、R7、R9、C4组成并且向MCU输出一个OUTPUT-VOL-ADC信号，INPUT-VOL-ADC、OUTPUT-VOL-ADC这两个信号传递给MCU处理，MCU处理完成后通过隔离光耦U2传递给原边恒流控制器，从而经过变压器调整主输出电流电路3输出的电流，以实时调整输出电流，降低输出功率来达到欠压保护的目的。

本实用新型利用D5,C3,R11,C6,R13,EC2,R7,C4,R9组成信号采集线路，再由MCU处理器来分析采集信息，利用逻辑计算产生新的信号通过U2传输到原边恒流控制器控制脚，来实现高精度电流的输出。

本实用新型利用输入电压采集电路1和输出电压采集电路2，实时采集INPUT信号和OUTPUT信号，经过MCU的处理后，再经过原边恒流控制器的控制输出，以实现高精度调整输出电流的变化。以此，一个型号的电源即可适应多种不同的场景，无需准备多种规格电源，仅需一个规格的电源，在PC端调整参数即可。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种单极结构的恒流可编程电源，包括变压器T1，以及位于所述变压器T1原边的开关控制电路、位于所述变压器T1副边的主输出电流电路，其特征在于：还包括处理器MCU、输入电压采集电路、输出电压采集电路；所述输入电压采集电路和所述输出电压采集电路均设于所述变压器T1的副边，所述输入电压采集电路的输出端连接于所述处理器MCU，所述输出电压采集电路的输出端连接于所述处理器MCU；所述处理器MCU的输出脚连接有隔离光耦U2，所述隔离光耦U2连接于所述开关控制电路的原边恒流控制器，所述原边恒流控制器用于输出信号至所述变压器T1原边；所述处理器MCU设置有用于连接终端的编程口。

2.如权利要求1所述的一种单极结构的恒流可编程电源，其特征在于：所述输入电压采集电路包括二极管D5、电容C3、电阻R11、电阻R13、电容C6；所述二极管D5的正极连接于所述变压器T1的副边线圈，负极一路通过所述电容C3连接于所述变压器T1的副边线圈，另一路连接于所述电阻R11；所述电阻R11一路通过所述电容C6接地，另一路通过所述电阻R13接地；所述电阻R13的正极连接于所述处理器MCU发送INPUT-VOL-ADC信号。

3.如权利要求2所述的一种单极结构的恒流可编程电源，其特征在于：所述输出电压采集电路包括电容EC2、二极管D6、电阻R7、电阻R9、电容C4；所述电容EC2的正极连接于所述变压器T1的副边线圈，负极接地；所述二极管D6的正极接地，负极连接于所述变压器T1的副边线圈；所述电阻R7的一端连接于所述变压器T1的副边线圈，另一端连接所述电阻R9、所述电容C4，所述电阻R9、所述电容C4并联后接地；所述电阻R9的正极连接于所述处理器MCU发送OUTPUT-VOL-ADC信号。

4.如权利要求3所述的一种单极结构的恒流可编程电源，其特征在于：所述隔离光耦U2的2脚连接于所述处理器MCU的输出脚，3脚接地，4脚一路连接于所述原边恒流控制器，另一路连接电阻R17后连接VCC，1脚连接电阻R18后连接电源。

5.如权利要求4所述的一种单极结构的恒流可编程电源，其特征在于：所述电容C3、电容EC2为储能电容。

6.如权利要求5所述的一种单极结构的恒流可编程电源，其特征在于：所述电容C6、电容C4为旁路滤波电容。

7.如权利要求1所述的一种单极结构的恒流可编程电源，其特征在于：所述主输出电流电路包括二极管D1、电容EC1、电阻R6、电容C2；所述电容EC1、所述电阻R6和所述电容C2并联后具备第一端和第二端，第一端分为两路，第一路经过所述二极管D1连接于所述变压器T1的副边线圈，第二路连接于LED的正极，第二端连接于LED的负极。

8.如权利要求1所述的一种单极结构的恒流可编程电源，其特征在于：所述开关控制电路包括所述原边恒流控制器、电容C1、电阻R5、电阻R1、电阻R3、二极管D3、MOS管Q2、电阻R8、电阻R12；所述原边恒流控制器的引脚a连接于所述电阻R8，所述电阻R8连接于所述电阻R12，所述电阻R12接地；所述原边恒流控制器的引脚b连接于所述MOS管Q2的栅极，所述MOS管Q2的源极连接于所述电阻R12，所述MOS管Q2的漏极一路连接于所述变压器T1的原边线圈，另一路连接于所述二极管D3，所述二极管D3一路连接于所述电阻R5、另一路连接于所述电阻R3，所述电阻R5通过所述电容C1连接于所述变压器T1的原边线圈，所述电阻R3通过所述电阻R1连接于所述变压器T1的原边线圈。

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