专利名称：电子电位器模块的制作方法
技术领域：
本实用新型全部用电子线路模拟机械电位器，并达到和机械电位器相似的电气特性，可 在可调式直流稳压电源中作为精密电位器调节输出电压，取代传统机械电位器，也可以作为 一个完全独立的电子电位器用于其它电子领域。
背景技术：
目前可调式直流稳压电源，调节输出电压几乎全部使用机械电位器，机械电位器存在机 械磨损、调压困难(一个多圈电位器从最小阻值到最大阻值需要十圈)、输出电压很难精确调 整等诸多弊病。
有一种方法是用拨码开关、电阻网络和一些辅助电路实现输出电压调整，但这种方法 依然有机械磨损，另外存在机械断点，在很多对输出电压的连续性有要求的情况下不能使用。 发明内容
本实用新型的构想是用电子计数器计数，输出的计数值选通电阻网络相应的电阻，该计 数值和输出电压以及输出电压所要求的电阻值一一对应。电位器仅有两个输出端点且是无源 的,可以和三端稳压器、晶体管、各种直流稳压电源芯片和模块连接，实现直流稳压电源输出 电压调整。
具体的技术方案是(参看附图l)，设置两个按键(1)，分别作为加键和减键，当有一个 按键按下，即启动方波发生器(2)振荡，输出的方波送到可预置数的可逆计数器(5)计数，
同时按键辨别电路(4)可控制计数器作相应的加或减计数，计数器的位数可根琚所需要的精 度决定，计数器每一个输出端接NPN型三极管阵(6)的基极，三极管阵的发射极全部互联， 集电极开路接电阻网络(7)，网络电阻另一端全部并联，网络电阻的并联端和三极管阵的发 射极是电子电位器可变电阻的两个端点。计数器输出为8-4-2-1编码，使网络电阻的数量最 少。当连续按键时间约2秒，启动加速电路(3)，网络电阻的电阻值将快速变化。
由于网络电阻全部并联，按加键时，计数器计数值增大，电子电位器的电阻值减小，按 减键时，电子电位器的电阻值增大，有些电路需要这种使用方案。
另一种方案是(参看附图2):在电子电位器可变电阻的两个端点接一只可调式精密并联 稳压器TL431，这样当按加键时，TL431输出的动态电阻增大，按减键，TL431输出的动态电 阻减小，这符合一般电位器的使用习惯。
TL431最大工作电压为36V，如果要求其承受的电压超过此值，可采用附图3所示方案， 用两只(或多只)TL431串联，以满足各种不同的电压需要。
本实用新型的有益效果是
1. 除两个按键外，无其它机械元器件，电位器的使用寿命将大大提高；
2. 电位器精度仅由电阻网络决定，精度可以做到很高；
3. 输出是无源的，可以当成一个有极性的普通电位器使用；
4. 电位器的电阻值可以方便地记忆、设置、保存；
5. 整个电路完全独立，所有元件都是超小和微电子元件，很容易实现模块化或集成化；6. 可做成各种精度和规格的通用电子电位器，应用到其它电子领域，取代传统的机械电 位器；
7. 可以方便地实现远程控制和自动控制。
8. 输出的电阻值在整个调节范围内都是连续的。以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的基本原理框图。
图2是本实用新型一般电位器正常调节方法的输出原理示意图。
图3是在"一般电位器正常调节方法"方案中，对电子电位器要求的电压超出单个TL431 所能承受的电压的解决方案，"DB"是光电耦合器。
图4是本实用新型由分立元件和集成电路构成的电路原理图。 图5是本实用新型由单片机构成的电路原理图。
图l中，(1)按徵(2)方波发生器，(3)加速电路，(4)按键辨别电路，(5)可预置 数的可逆计数器，(6)三极管阵，(7)电阻网络。 图1是用于说明本实用新型的技术结构特征。
图2和图3中，"Rw"是电阻网络，"BG"是三极管阵，"J"代表多位计数器，虚线框内 是典型外接元件"集成三端稳压器"，也可以外接三极管或其它电压输出元件。
具体实施方式
在图2所示的输出方案中，因为Rw全部并联，当计数值增大时，输出电阻减小，根据 TL431工作原理，在正常工作范围内(2.5V—36V)，当Vref和A之间的电阻值减小时，K和 A之间的动态电阻增大，当Vref和A之间的电阻值增大时，K和A之间的动态电阻减小，两 者有精确的线性关系。Rw按8-4-2-1编码安排合适电阻值。
图3中，两个或多个TL431的输出电压可以在各自允许工作电压范围内根据需要任意搭 配。下面举例说明图3所示的输出方案实施原理
(为方便说明，忽略TL431的Vka起始电压2. 5V)设一直流稳压电源输出最大电压50. 0V， 先接通TL431-1电阻网络，当计数值从0加到299， TL431-1的Vka从0V升到29. 9V，这时再 加1，便接通光电耦合器，使TL431-2的Vka升到固定值30. 0V，同时TL431-1的Vka降到0V, 此后再加数，TL431-2的vka保持不变，TL431-1的vka再次改变，直到加到500，两个TL431 分别承担20. 0V和30. 0V，输出电压为其串联之和，即50.0V。
在图4的具体实施例中，Sl和S2分别是加键和减键，当有一个键按下，即启动由IC3B 等元件组成的方波发生器，计数器(IC)对脉冲计数，其输出使相应的(BG)导通，从而使 相应的网络电阻(RW)并联输出。当连续按键约2秒，由IC3A等元件组成的加速电路开始工 作，使方波发生器的振荡频率提高约十倍。IC1A， IC1B, IC1C, IC1D和IC2A， IC2B等元件 组成按键辩别和按键互锁电路，当两键都按下时，后按键无效。BG1等元件组成加禁止电路， 当计数值达到设定的最大值时，按加键无效。二极管(D)是减禁止电路，当计数值为零时， 按减键无效。
在图5的具体实施例中，以单片机AT89C2051为核心构成简洁型电子电位器，除具有图 4所有功能外，还有输出电阻值记忆功能，以满足机械电位器使用习惯，输出最大值为ll位 8-4-2-1码，若需要更高精度可用二一4线或三一8线译码器扩展输出位数。
权利要求1.电子电位器模块是全部由电子元件组成的电子电位器，其特征是将加、减按键开关和方波发生器、按键辨别电路联接、按键辨别电路的输出端接计数器的加减控制端，方波发生器的输出端接计数器的计数端，计数器的各输出端和集电极开路的NPN型三极管阵的基极分别相连接、三极管阵的集电极分别和电阻网络对应的电阻连接，构成完整的、输出无源的通用电子电位器器件。
2. 根据权利要求l所述的电子电位器模块，其特征是电阻网络可以接在TL431的Vref端和 A端。
3. 根据权利要求l所述的电子电位器模块，其特征是该电子电位器可以和三端稳压器、晶 体管、各种直流稳压电源芯片和模块直接连接。
4. 根据权利要求1所述的电子电位器模块，其特征是当电子电位器输出电压超出单只TL431 所能承受的电压，TL431可以多只串联分别调压。
5. 根据权利要求l所述的电子电位器模块，其特征是用单片机AT89C2051为核心构成简洁 型电子电位器，存储芯片24C02的SCL、 SDA引脚和单片机的串口联接。
专利摘要电子电位器模块是将按键开关、方波发生器、加速电路、按键辨别电路、计数器、集电极开路的NPN型三极管阵、电阻网络电连接一起，构成完整的、输出无源的通用电子电位器器件。附图是本实用新型基本结构原理框图。图中，(1)按键开关，(2)方波发生器，(3)加速电路，(4)按键辨别电路，(5)计数器，(6)三极管阵，(7)电阻网络。本实用新型除直接用于直流稳压电源作输出电压调整外，也可以作为通用电子电位器，广泛应用到其它电子领域，取代传统的机械电位器。本实用新型的构成方式有1.分立元件和集成电路，2.单片机为核心，3.模块化，4.集成化。
文档编号H02M3/04GK201163760SQ20072008579
公开日2008年12月10日 申请日期2007年7月11日 优先权日2007年7月11日
发明者程杰保 申请人:程杰保