一種高精度低功耗的數(shù)控電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于開關(guān)變換器領(lǐng)域，尤其涉及一種高精度低功耗的數(shù)控電源。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)變換器又稱開關(guān)電源，是功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)下的功率變換器，它通過開關(guān)的周期性導(dǎo)通和關(guān)斷，將輸入端的輸入電壓轉(zhuǎn)換為負(fù)載端的輸出電壓。數(shù)控電源是開關(guān)變換器的一種，是常用的電子設(shè)備，它能保證在電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，輸出穩(wěn)定的電壓。一個(gè)低紋波、高精度的穩(wěn)壓源在儀器儀表、工業(yè)控制及測(cè)量領(lǐng)域中有著重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
[0003]隨著電子設(shè)備的普及和發(fā)展，人們對(duì)這些設(shè)備的精度要求越來越高，這就導(dǎo)致對(duì)設(shè)備的供電電源精度要求也越來越高，同時(shí)還要求供電電源的穩(wěn)定性越來越好，因此，數(shù)控電源也必須隨著這些產(chǎn)品一起邁向高精度，高穩(wěn)定的目標(biāo)。但是目前的數(shù)控電源采用數(shù)字反饋，該反饋形式響應(yīng)速度慢，輸出紋波電流大，這就導(dǎo)致了整個(gè)電源系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出一種高精度低功耗的數(shù)控電源，它具有高效率，高精度，低功耗的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)該數(shù)控電源的瞬態(tài)響應(yīng)好。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種高精度低功耗的數(shù)控電源，包括混合信號(hào)處理器，所述混合信號(hào)處理器連接觸點(diǎn)開關(guān)陣列、LCD顯示、過流過壓保護(hù)電路、開關(guān)電源轉(zhuǎn)換芯片、主電路以及D/A轉(zhuǎn)換器；所述開關(guān)電源轉(zhuǎn)換芯片連接單刀雙擲開關(guān)S的動(dòng)端，所述單刀雙擲開關(guān)S的兩個(gè)不動(dòng)端分別連接穩(wěn)壓電路與穩(wěn)流電路；所述主電路連接穩(wěn)壓電路與穩(wěn)流電路；所述D/A轉(zhuǎn)換器連接穩(wěn)壓電路與穩(wěn)流電路。
[0007]所述混合信號(hào)處理器為MSP430，所述開關(guān)電源轉(zhuǎn)換芯片為TPS5430，所述D/A轉(zhuǎn)換器為 TLV5618。
[0008]所述主電路包括:所述TPS5430的BOOT引腳與PH引腳之間連接電容C3，所述TPS5430的BOOT引腳通過反向連接的穩(wěn)壓二極管Dl接地，所述TPS5430的BOOT引腳通過電感LI連接輸出端Vout，所述輸出端Vout通過有極性電容C4接地，所述有極性電容C4的正極連接輸出端Vout，所述有極性電容C4并聯(lián)連接電容C5。
[0009]所述穩(wěn)壓電路包括:所述輸出端Vout通過依次串聯(lián)連接的可調(diào)電阻RLl與電阻RSl接地；所述可調(diào)電阻RLl并聯(lián)連接一串聯(lián)電路，所述串聯(lián)電路為串聯(lián)連接的電阻Rl與電阻R2 ;所述電阻Rl與電阻R2之間的節(jié)點(diǎn)通過電阻R3連接運(yùn)算放大器U5的反相輸入端，所述運(yùn)算放大器U5的方向輸入端通過電阻R4連接端子0UTB，所述運(yùn)算放大器U5的正相輸入端通過電阻R5接地，所述可調(diào)電阻RLl與電阻RSl之間的節(jié)點(diǎn)通過電阻Rf3連接運(yùn)算放大器U5的正相輸入端，所述運(yùn)算放大器U5的輸出端連接單刀雙擲開關(guān)S的不動(dòng)端Y ;所述單刀雙擲開關(guān)S的動(dòng)端連接TPS5430的反饋引腳VSNS。
[0010]所述穩(wěn)流電路包括:所述輸出端Vout通過依次并聯(lián)連接的可調(diào)電阻RL與電阻RS接地，所述可調(diào)電阻RL與電阻RS之間的節(jié)點(diǎn)連接電流檢測(cè)芯片INA282的+IN引腳，所述電流檢測(cè)芯片INA282的-1N引腳接地，所述電流檢測(cè)芯片INA282的GND、REPl和REP2引腳接地，所述電流檢測(cè)芯片INA282的V+引腳接VCC，所述電流檢測(cè)芯片INA282的OUT引腳通過電阻R6連接運(yùn)算放大器U4的反相輸入端，所述運(yùn)算放大器U4的反相輸入端通過電阻R7連接VCC，所述運(yùn)算放大器U4的正相輸入端通過電阻R8接地，所述運(yùn)算放大器U4的輸出端接單刀雙擲開關(guān)S的不動(dòng)端X，所述單刀雙擲開關(guān)S的不動(dòng)端X連接端子V0UTA，所述運(yùn)算放大器U4的輸出端與正相輸入端之間連接電阻Rf2。
[0011]所述過流過壓保護(hù)電路包括集成運(yùn)放芯片LM324，LM324的OUT引腳連接MSP430的P6.0引腳與三極管Tl的基極，三極管Tl的發(fā)射極接地，三極管Tl的集電極連接繼電器Kl的線圈負(fù)極，繼電器Kl的線圈正極連接VCC，LM324的OUT引腳與IIN-引腳之間連接電阻R9，LM324的IIN-引腳通過電阻RlO接地，LM324的IIN+引腳通過電阻R12連接端子0UTB，LM324的的IIN+引腳通過電阻R3接地，LM324的2IN+引腳通過電阻Rl3接地，LM324的2IN+引腳通過電阻R14連接端子0UTA，LM324的2IN-引腳通過電阻R15接地，LM324的20UT引腳與2IN-引腳之間接電阻R16，LM324的20UT引腳連接MSP430的P6.1引腳，LM324的的20UT引腳連接三極管T2的基極，三極管T2的發(fā)射極接地，三極管T2的集電極連接繼電器K2的線圈負(fù)極，繼電器K2的線圈正極連接VCC。
[0012]所述TLV5618的/CS引腳連接MSP430的P2.0引腳，所述TLV5618的VDD引腳連接VCC，所述TLV5618的OUTA引腳為端子OUTA，所述TLV5618的OUTB引腳為端子OUTB，所述TLV5618的AGND引腳接地，所述TLV5618的REF引腳連接基準(zhǔn)電壓源輸出端，所述基準(zhǔn)電壓源為REF5020，所述REF5020的IN引腳連接供電電源。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0014]1、采用TPS5430集成穩(wěn)壓芯片，達(dá)到了很好的穩(wěn)壓效果，效率高，負(fù)載能力強(qiáng)；
[0015]2、反饋方式采用了數(shù)字反饋與模擬反饋相結(jié)合，集成了 2種反饋方式的優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)響應(yīng)速度快，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控，穩(wěn)定性好；
[0016]3、采用過流過壓保護(hù)電路，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電路的保護(hù)，增加了使用壽命；
[0017]4、本實(shí)用新型運(yùn)用了集成在芯片內(nèi)部的內(nèi)置MOS管，故在開關(guān)管處的壓降較小，功耗低，效率高。
【附圖說明】
[0018]圖1本實(shí)用新型系統(tǒng)框圖；
[0019]圖2本實(shí)用新型混合信號(hào)處理器；
[0020]圖3本實(shí)用新型穩(wěn)壓、穩(wěn)流電路圖；
[0021]圖4過流過壓保護(hù)電路；
[0022]圖OT/A轉(zhuǎn)換器；
[0023]圖6LCD 顯示；
[0024]圖7觸點(diǎn)開關(guān)陣列。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了更好的理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0026]如圖1所示，一種高精度低功耗的數(shù)控電源，包括混合信號(hào)處理器，混合信號(hào)處理器連接觸點(diǎn)開關(guān)陣列、LCD顯示、過流過壓保護(hù)電路、開關(guān)電源轉(zhuǎn)換芯片、主電路以及D/A轉(zhuǎn)換器；開關(guān)電源轉(zhuǎn)換芯片通過單刀雙擲開關(guān)S連接穩(wěn)壓電路與穩(wěn)流電路，穩(wěn)壓電路與穩(wěn)流電路分別連接單刀雙擲開關(guān)S的不動(dòng)端；主電路連接穩(wěn)壓電路與穩(wěn)流電路；D/A轉(zhuǎn)換器連接穩(wěn)壓電路與穩(wěn)流電路。
[0027]如圖2所示，本實(shí)用新型的混合信號(hào)處理器為MSP430單片機(jī)。它具有超低功耗、運(yùn)算速度快、處理能力強(qiáng)、片內(nèi)資源豐富、方便高效的開發(fā)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。
[0028]如圖3所示，本實(shí)用新型的穩(wěn)壓穩(wěn)流電路結(jié)構(gòu)，開關(guān)電源轉(zhuǎn)換芯片為TPS5430，TPS5430的VIN引腳連接上級(jí)電路輸出，TPS5430的VIN引腳與GND引腳之間連接有極性電容Cl，有極性電容的正極連接VIN引腳有極性電容Cl并聯(lián)連接電容C2，TPS5430的BOOT引腳與PH引腳之間連接電容C3，TPS5430的BOOT引腳通過反向連接的穩(wěn)壓二極管Dl接地，TPS5430的BOOT引腳通過電感LI連接輸出端Vout，輸出端Vout通過有極性電容C4接地，有極性電容C4的正極連接輸出端Vout，有極性電容C4并聯(lián)連接電容C5，輸出端Vout通過依次并聯(lián)連接的可調(diào)電阻RL與電阻RS接地，可調(diào)電阻RL與電阻RS之間的節(jié)點(diǎn)連接電流檢測(cè)芯片INA282的+IN引腳，電流檢測(cè)芯片INA282的-1N引腳接地，INA282的GND、REPl和REP2引腳接地，INA282的v+引腳接VCC，INA282的out引腳通過電阻R6連接運(yùn)算放大器U4的反相輸入端，運(yùn)算放大器U4的反相輸入端通過電阻R7連接VCC，運(yùn)算放大器U4的正相輸入端通過電阻R8接地，運(yùn)算放大器U4的輸出端接單刀雙擲開關(guān)S的不動(dòng)端X，單刀雙擲開關(guān)S的不動(dòng)端X連接端子V0UTA，運(yùn)算放大器U4的輸出端與正相輸入端之間連接電阻Rf2。輸出端Vout通過依次串聯(lián)連接的可調(diào)電阻RLl與電阻RSl接地，可調(diào)電阻RLl并聯(lián)連接一串聯(lián)電路:串聯(lián)連接的電阻Rl與電阻R2，電阻Rl與電阻R2之間的節(jié)點(diǎn)通過電阻R3連接運(yùn)算放大器U5的反相輸入段，運(yùn)算放大器U5的方向輸入端通過電阻R4連接端子0UTB，運(yùn)算放大器U5的正相輸入端通過電阻R5接地，可調(diào)電阻RLl與電阻RSl之間的節(jié)點(diǎn)通過電阻Rf3連接運(yùn)算放大器U5的正相輸入端，運(yùn)算放大器U5的輸出端連接單刀雙擲開關(guān)S的不動(dòng)端Y。單刀雙擲開關(guān)S的動(dòng)端連接TPS5430的反饋引腳VSNS。
[0029]TPS54340工作輸入電壓寬泛，可提供穩(wěn)健的輸入電壓保護(hù)，電流模式控制支持簡(jiǎn)單外部補(bǔ)償以及高度靈活的原件選擇，同時(shí)具有了業(yè)界精準(zhǔn)參考精度，可在各種操作條件下對(duì)輸出電壓更好地進(jìn)行穩(wěn)壓，整合型高側(cè)MOSFET在高電流下提供高效率，具有長(zhǎng)期的可靠性。利用TPS5430降壓開關(guān)型集成穩(wěn)壓芯片設(shè)計(jì)的穩(wěn)流電源，可提供3A連續(xù)電流輸出，效率高(高達(dá)95% )，它集成了固定頻率振蕩器和基準(zhǔn)穩(wěn)壓器，并具有完善的保護(hù)電路，包括過流保護(hù)及過熱保護(hù)電路等，利用該器件只需極少的外圍器件便可構(gòu)成高效穩(wěn)壓電路。TPS5430采用高度可靠的散熱增強(qiáng)型8引腳SOIC封裝，體積小，散熱性能優(yōu)良。
[0030]如圖3所示，該電路圖如圖將穩(wěn)壓反饋接在采樣電阻高端，反饋部分如果僅使用模擬反饋，則響應(yīng)速度快，輸出紋波電流小，但不容易實(shí)現(xiàn)