专利名称：具有通道控制功能的数字电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电源设备，尤指一种具有通道控制功能的数字电源。
背景技术：
无论是在科研院所、实验室，还是生产线，电源设备无处不在，而且，由于对生产测 试效率和输出精度要求的不断提高，对电源设备的可编程性、可监控性以及安全性的需求 也越来越迫切。可编程电源就是自身的某些功能或参数可以通过计算机软件编程控制的电源。因 此，可编程电源一般配备了 RS-232、USB、LAN、GPIB等接口，通过这些接口可把电源集成到 自动化测试系统内，这样就可与其他可编程仪器可共同组成测试效率极高的专业测试系 统。可编程电源都有数字控制单元，用来控制输出电路的参数。如图1所示，可编程电源一 般由下面几个单元组成，每个单元的功能以及连接关系如下①.CPU 中央处理单元；它是整个系统的控制中心，系统的各个部分和资源都由 它来控制、调配和监控；②.键盘人机交互最直接最常用的方式，用户可通过键盘控制电源的输出以及 进行其它功能的设置；③.显示主要作用是监控电源的参数和状态，包括设置参数、输出参数、输出状 态等等；④.外围接口 主要包括1 232、6 18、旧8、^^;它起到连接上位机和网络的作用， 用户可以通过发命令等方式来远程控制和监控电源，甚至可以实现直接操作键盘实现不了 的功能；⑤.DA 数模转换器；CPU设置功率电路参数时，需要通过模数转换器来把数字信 号转化成模拟信号；⑥.AD 模数转换器；读回功率电路的输出值和输出状态时，功率电路给CPU传递 这些信息时需要通过模数转换器把模拟信号转化为数字信号；⑦.模拟功率输出和测量电路产生用户所设置的输出信号，并且实时读回电路 的输出值和状态信息。可编程电源可以有单路输出的，也可以有多路同时输出的。多路输出的电源是以 单路输出电源为基础的，有几路输出，就有几个模拟功率输出单元。一般来说，当需要控制 某路电源时，则需要先选中该路，然后才能进行参数设置等操作。对于多路可编程电源来说，一般要求做到每通道单独可控，这样就需要在人机界 面上有能明确区分通道的标志或方法。尤其是对于大功率的电源来说，更是需要很明显地 让用户知道现在所选中的是哪个通道。否则当用户设置一个通道的参数时，其实此时选中 的是另外一个通道，设置的也是另外一个通道，这样会非常危险，会造成用户意想不到的输
出结果ο因此对于多路电源来说，明显的区分和识别当前所选择通道是非常重要的，也是
3衡量一个多路电源操控安全性很重要的标志，而当前多路电源在这方面做得还比较欠缺。
实用新型内容为解决现有技术存在的不安全因素，特别是容易伤害外部电路的不安全因素，本 实用新型的目的是提供一种具有通道控制功能的数字电源，它可对所按下的通道选择按键 作出明显的区分和识别。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种具有通道控制功能的数字电源，包括CPU ；装在面板上的键盘，其输出接CPU的键盘输入口 ；显示器，其输入接CPU的显示控制口 ；外围接口，与CPU的通讯口连接；多通道模拟功率输出和测量电路，其模拟功率输入端和测量输出端分别连接数模 转换器和模数转换器，其特征在于所述面板上设有用于控制各通道的通道开关和通道选择按键，通道选择按键的数 量与电源的通道数相等；所述CPU的数据口与数模转换器和模数转换器之间串接中间接口电路，该中间接 口电路检测所述通道开关和通道选择按键的状态，通过CPU控制显示器，对所按下的通道 选择按键所对应的通道的边框进行呼吸闪烁式显示，并将所检测的通道开关和通道选择按 键的状态送入CPU中，CPU处理的结果由该中间接口电路经数模转换器和模数转换器送至 多通道模拟功率输出和测量电路。进一步地所述通道开关的数量为1或与电源的通道数相等。本实用新型由于可对所按下的通道选择按键作出明显的区分和识别，因此避免了 用户的错误操作。
图1为现有技术的整体结构框图；图2为本实用新型的整体结构框图；图3为本实用新型的面板的按键布局图；图4和图5分别为选中+25V通道和+6V通道时的显示界面图；图6为本实用新型中的软件模块图；图7为本实用新型的软件中+25V通道开关的运行流程图图8为本实用新型的软件中选中+25V为当前操作通道的程序流程图；图9为选中通道的边框呼吸闪烁效果的程序流程图；图10为边框图片的切换顺序。
具体实施方式
本实用新型为一种具有通道控制功能的数字电源，如图2所示，它由下面几个单 元组成，每个单元的功能以及连接关系如下[0036]①.CPU:中央处理单元，它是整个系统的控制中心，系统的各个部分和资源都由 它来控制、调配和监控；②.键盘用户可通过键盘控制电源的输出以及进行其它功能的设置；③.显示主要作用是监控电源的参数和状态，包括设置参数、输出参数、输出状 态等等；④.外围接口 接口包括6 仍、旧8、^^;它起到连接上位机(一般来说是PC)和 网络的作用，这样用户可以通过发命令等方式来远程控制和监控电源，甚至可以实现直接 操作键盘实现不了的功能；⑤.DA 数模转换器；CPU设置功率电路参数时，需要通过模数转换器来把数字信 号转化成模拟信号，因为CPU处理的是数字信号，而电源的功率电路处理的是模拟信号；⑥.AD 模数转换器；读回功率电路的输出值和输出状态时，功率电路给CPU传递 这些信息时需要通过模数转换器，即把模拟信号转化为数字信号；⑦.多通道模拟功率输出和测量电路通过接收DA传递过来的参考电压，产生用 户所设置的输出信号，并且实时读回电路的输出值和状态信息；⑧.FPGA 中间接口电路，是数字板和控制模拟板的桥梁和中转。其中键盘装在面板上，其输出接CPU的键盘输入口 ；显示器，其输入接CPU的显示控制口 ；外围接口，与CPU的通讯口连接；多通道模拟功率输出和测量电路，其模拟功率输入端和测量输出端分别连接数模 转换器和模数转换器；面板上设有用于控制各通道的通道开关和通道选择按键，通道选择按键的数量与 电源的通道数相等；中间接口电路串接在CPU的数据口与数模转换器和模数转换器之间，该中间接口 电路检测所述通道开关和通道选择按键的状态，通过CPU控制显示器对所按下的通道选择 按键进行突出显示，并将所检测的通道开关和通道选择按键的状态送入CPU中，CPU处理的 结果由该中间接口电路经数模转换器和模数转换器送至多通道模拟功率输出和测量电路。要选择某个通道，需要对面板上的按键进行操作，如图3所示，面板上设有用于控 制+6V、+25V、-25V三个通道的通道开关键|on/off|:和通道选择按键丨_、Ρ25 |。按下_键时，选中+25V通道，此时界面如图4 ；按下_键时，选中+6V通道，此 时界面如图5。由以上两图可以看出，选中+25V通道时的通道底色明显比没有选中+25V时 亮，且边框可以呈呼吸闪烁效果(对于另外两个通道来说也是如此)，这样所选中通道的区 分度就大大增强了，用户一眼就能看出此时选中的是哪个通道。从图中可见，平时显示器显示各通道选择按键的标识、按键边框、各通道的参数 等，而中间接口电路则检测通道选择按键的状态。当检测到某个通道选择按键被按下后， 便通过CPU控制显示器，对所按下的通道选择按键所对应的通道的边框进行呼吸闪烁式显 示，用于突出所述通道的边框。这里所谓呼吸闪烁式显示是对边框进行由暗渐明再由明渐 暗循环显示的结果。边框亮度的明暗渐变，也可以通过贴不同亮度的边框图片来实现。[0054]现在介绍一下本实用新型的软件Robin中和通道开关、通道选择按键以及相应显 示有关的模块，如图6所示①.事件池模块这是软件系统的核心模块，负责处理各个线程之间的通信；②.Boardmanager线程这是软件系统中和模拟功率电路打交道的一个线程，它 通过硬件驱动接口和模拟功率电路通信，用来设置模拟功率电路的参数和读回模拟功率电 路的输出以及状态；③.Driver 模拟功率电路的驱动接口 ；④.⑶I线程Robin中专门负责显示的线程，在这个线程中画好需要显示的界面， 然后通过硬件接口驱动传递给LCD进行显示；⑤.Driver :LCD电路的驱动接口 ；⑥.Key线程接收底层驱动所取得的键值，并做出相应处理，然后再把有效键值 传递给系统的其它模块做出相应的动作；⑦.Driver 按键采集电路的驱动接口。在Robin的软件中，通道开关、通道选择以及相应显示有关的功能主要和Key、 BoardManager和GUI线程有关(图8中的②、④、⑥)，①是为线程间通信和交互信息所用， 而③、⑤、⑦则是软件和硬件打交道的驱动接口。下面以+25V通道为例，说明按下键下面对应的|0n/Of_键时，程序运行的流 程(图7)步骤101 首先按下^^键下面对应的|0n/off|键；步骤102 判断此时+25V通道输出是否开启；步骤103 如果步骤102的判断为“是”，即此时+25V通道的输出是开启的，那么就 要关闭它的输出，那么就调用函数SetVolt (P25，0)和SetCurr (P25，0)，这两个函数是DSP和FPGA的通信接口函数，意思是把+25V通道的输出电压和输 出电流都设置为0，然后把数据发送给FPGA，通过把为0的设置电压和电流值传递给模拟功 率电路，此时模拟功率电路的输出电压电流一定为0，那么就达到了输出关闭的效果；步骤104 如果步骤102的判断为“否”，即此时+25V通道的输出是关闭的，那么就 要开启它的输出，首先调出+25V通道所保存的设置电压电流值(即界面上设置栏所显示的 电压电流值)，然后再通过函数 SetVolt (P25，VoltValue)和 SetCurr (P25，CurrValue)来 调用DSP和FPGA的通信接口 ；步骤105 把以上设置好的电压电流值传递给FPGA，然后再通过DA传递给模拟电 路相应的参考端，此时就能输出用户所设定的值(如果设定电压电流值为0，那么输出也全 为0，相当于通道输出是关闭的)。再以+25V通道为例，说明按下键选择+25V通道当前操作通道时，程序运行 的流程(图8)步骤201:按下键；步骤202 发消息给BoardManager线程，通道选择参数设置为SELP25，即为选择了 +25V通道；步骤203 再发消息给⑶I线程，重新刷新界面，使得所选中的+25V通道底色变亮，且有亮边框；另外两个没有选中的通道底色变暗，且无亮边框。再以+25V通道为例，说明当选中+25V通道时，它的边框呼吸闪烁效果的程序流程 (图 9)步骤301 查询定时是否到了 0. 2秒，如果没到，继续查询；步骤302 如果步骤301的判断为“是”，则给⑶I发消息，变换所选中通道的边框 亮度，边框亮度按照明暗渐变，实际上是贴不同亮度的边框图片来实现的，每个通道有5种 亮度不一的边框图片，这个步骤就是再这些边框图片直接来回切换显示，这样就能达到边 框有呼吸闪烁的效果，图10是边框图片切换顺序示意图，1代表亮度最暗的边框图片，5代 表亮度最亮的边框图片，箭头为切换的顺序和方向。由以上所述，由1变到2需要0. 2秒，由2变到3同样需要0. 2秒，以此类推可知 边框闪烁是2秒钟变一个来回，一共分5级亮度，通过实验可知，在这种闪烁频率以及亮度 的动态范围下，人眼长时间观看不容易疲劳，并且对选中通道有很明显的区分度，系统占用 的资源(时间资源和空间资源)也不多。在本实用新型的其它实施例中，可有其它变化。如通道输出关闭可以有以下变形①.可改用继电器来关闭通道输出；②.可改用硬件开关来切断通道的输出。通道开关键的数量除了与电源的通道数相等外，还可以①·只有一个·|θη/ο评键，通过选择当前操作通道来关闭当前操作通道的输出；②.可以有一个总的|On/o什键，按这个键可以同时开启关闭所有通道的输出。通道选择按键可以有以下变形①.可以用方向键来回切换所选中的通道。通道开关触发后控制流程可以有以下几种①.可触发继电器来关闭通道输出；②.可触发硬件开关来切断通道的输出。通道选择按键触发后，显示屏上的通道设置参数的边框产生的“呼吸闪烁”效果， 可以有以下变形①.边框明暗变化的频率可以有变化，比如变快或者变慢；②.边框明暗变化可以转化为颜色变化；③.可以变为通道底色呼吸或某些参数呼吸，比如输出电压电流参数闪烁效果； 边框的闪烁频率可以变快或者变慢。
权利要求一种具有通道控制功能的数字电源，包括CPU；装在面板上的键盘，其输出接CPU的键盘输入口；显示器，其输入接CPU的显示控制口；外围接口，与CPU的通讯口连接；多通道模拟功率输出和测量电路，其模拟功率输入端和测量输出端分别连接数模转换器和模数转换器，其特征在于所述面板上设有用于控制各通道的通道开关和通道选择按键，通道选择按键的数量与电源的通道数相等；所述CPU的数据口与数模转换器和模数转换器之间串接中间接口电路，该中间接口电路检测所述通道开关和通道选择按键的状态，通过CPU控制显示器，对所按下的通道选择按键所对应的通道的边框进行呼吸闪烁式显示，并将所检测的通道开关和通道选择按键的状态送入CPU中，CPU处理的结果由该中间接口电路经数模转换器和模数转换器送至多通道模拟功率输出和测量电路。
2.如权利要求1所述的具有通道控制功能的数字电源，其特征在于 所述通道开关的数量与电源的通道数相等。
3.如权利要求1所述的具有通道控制功能的数字电源，其特征在于 所述通道开关的数量为1。
专利摘要一种具有通道控制功能的数字电源，包括CPU；键盘；显示器；外围接口；多通道模拟功率输出和测量电路，其模拟功率输入端和测量输出端分别连接数模转换器和模数转换器，面板上设有用于控制各通道的通道开关和通道选择按键，通道选择按键的数量与电源的通道数相等；CPU的数据口与数模转换器和模数转换器之间串接中间接口电路，该中间接口电路检测所述通道开关和通道选择按键的状态，通过CPU控制显示器对所按下的通道选择按键进行突出显示，并将所检测的通道开关和通道选择按键的状态送入CPU中，CPU处理的结果由该中间接口电路经数模转换器和模数转换器送至多通道模拟功率输出和测量电路。它可对所按下的通道选择按键作出明显的区分和识别。
文档编号G05F1/625GK201654590SQ20092024705
公开日2010年11月24日 申请日期2009年11月17日 优先权日2009年11月17日
发明者李维森, 王悦, 王铁军 申请人:北京普源精电科技有限公司