发明名称 充电式便携数控实验电源
摘要 充电式便携数控实验电源,该电源采用单节锂电池供电,以MCU为控制核心,可通过电压电流设置选择键选择对输出电压或输出限流进行设置,通过输出电压值和输出限流值调节旋钮,实现对输出电压和输出限流的设置。本发明将单节锂电池输出经电池管理部分与电源和控制部分,使得输出达到所设置的电压和限流值。其中经过的各单元模块分别为:充电管理电路模块、电源路径管理电路模块、控制单元、输入单元、升压单元、滤波单元和降压单元。其中控制单元与输入单元和LCD显示部分相连,使得LCD显示界面显示各设置值和检测值。本电源还有过流保护功能,当负载电流超过设定的电流时,蜂鸣器报警提示。
申请公布号 CN104635828B 申请公布日期 2016.08.17
申请号 CN201410818620.6 申请日期 2014.12.24
申请人 北京工业大学 发明人 侯立刚;刘晨;付婧妍;耿淑琴;汪金辉;彭晓宏
分类号 G05F1/56(2006.01)I 主分类号 G05F1/56(2006.01)I
代理机构 北京思海天达知识产权代理有限公司 11203 代理人 沈波
主权项 一种充电式便携数控实验电源,其特征在于:该电源包括三大部分,分别是LCD显示部分、电池管理部分以及电源和控制部分;其中LCD显示部分由TFTLCD和LCD背光驱动电路组成;电池管理部分由电池、充电管理电路和电源路径管理电路组成;电源和控制部分由五个单元组成,分别包括输入单元、升压单元、滤波单元、降压单元和控制单元;LCD显示部分(17)包括TFTLCD和LCD背光驱动电路;电池管理部分(18)包括电池、充电管理电路和电源路径管理电路;电源和控制部分,其基本电路包括输入单元(12)、升压单元(13)、滤波单元(14)、降压单元(15)、控制单元(16)、LCD显示部分(17);输入单元(12)包括总电源开关电路,输入电流检测电路,输入电压检测电路;升压单元(13)包括DC‑DC升压电路,升压输出电压设置电路,升压输出电压检测电路;滤波单元(14)包括LC滤波电路;降压单元(15)包括LDO降压电路,LDO输出电压设置,LDO输出限流设置,LDO输出电流检测,LDO输出电压检测;控制单元(16)包括输入掉电保护电路,STM32F103VCT6主控电路,按键、开关、编码器、蜂鸣器和LCD接口;该充电式便携数控实验电源外部结构包括LCD显示屏(1)、电源开关(2)、输出端口(3)、接地端口(4)、电池充电接口(5)、UART接口(6)、输出开关键(7)、电压电流设置选择键(8)、输出电压值和输出限流值调节旋钮(9)、散热口(10)、外壳体(11);输入单元(12)和控制单元(16)相连,从而显示电池输出电压和电流值;输入单元(12)的输出和升压单元(13)的输入相连;升压单元(13)和控制单元(16)相连,从而控制所述升压单元(13)输出电压值和显示所述升压单元(13)输出电压值;升压单元(13)的输出和滤波单元(14)的输入相连;滤波单元(14)的输出和降压单元(15)的输入相连;降压单元(15)和控制单元(16)相连,从而控制所述降压单元(15)输出电压和限流值并显示所述降压单元(15)输出电压和电流值;降压单元(16)的输出为本电源的最终输出;LCD显示部分(17)和控制单元(16)相连,从而显示各项的值;电源管理部分18和电池相连;控制单元(16)中控制芯片STM32F103VCT6与LCD显示屏(1)相连,控制LCD显示;电源开关(2)与输入单元(12)中电阻R1和MOS管Q2相连构成总电源开关电路;输出端口(3)与降压单元(15)的输出相连;接地端口(4)与系统地GND相连;外部5V直流电源通过USB接口(5)输入,电阻R7、R8、R9、R10,二极管D2、D3和MOS管Q2、Q3构成输入过压保护电路,电阻R7的一端与MOS管Q2的发射极连接,电阻R7的另一端与二极管D2的阴极、电阻R8的一端连接,二极管D2的阳极接地,电阻R8的另一端与MOS管Q2的基极连接,MOS管Q2的集电极与电阻R9的一端、电阻R10的一端、二极管D3的阳极、MOS管Q3的栅极连接,电阻R9的另一端接地;电阻R10的另一端与MOS管Q2的发射极连接;二极管D3的阴极与MOS管Q2的发射极连接;MOS管Q3的漏极与MOS管Q2的发射极、MOS管Q3的源极与+5v_IN连接;经过过压保护的电源一路连接到IC1LTC4001锂电池充电管理芯片对锂电池进行充电,一路连接到由电阻R5、R6,二极管D1和MOS管Q1构成的电源路径管理电路为输入单元电路供电,电阻R5的一端与MOS管Q1的栅极连接,电阻R5的另一端与电阻R6的一端、+5V_IN连接,电阻R6的另一端接地,MOS管Q1的源极与VBAT连接,MOS管Q1的漏极与二极管D1的阴极、VOUT连接,二极管D1的阳极与+5V_IN连接;UART接口(6)与控制单元中控制芯片STM32F103VCT6相连,用于与外部进行通信;输出开关键(7)与控制单元中控制芯片STM32F103VCT6相连,从而控制输出的开启与关断;电压电流设置选择键(8)与控制单元中控制芯片STM32F103VCT6相连,从而控制选择进行电压或电流设置;输出电压值和输出限流值调节旋钮(9)是旋转编码器,从而用于调节所设置的电压值或限流值;旋转编码器与控制单元中控制芯片STM32F103VCT6相连;散热口(10)置于电路板周围,从而以给整个电源系统散热;LCD显示屏(1)、电源开关(2)、输出端口(3)、接地端口(4)、电池充电接口(5)、UART接口(6)、输出开关键(7)、电压电流设置选择键(8)、输出电压值和输出限流值调节旋钮(9)、散热口(10)均设置在外壳体(11)上,从而固定整个系统。
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