电工实验用可灌入式直流稳压电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种电工实验用可灌入式直流稳压电源包括变压、整流、滤波和由基本稳压电路和稳压控制电路组成的稳压电路，稳压控制电路由按键控制电路、显示模块、模数转换器、微控制器和数字电位器组成，模数转换器、数字电位器同微控制器建立信息交换通道，模数转换器用于对稳压电路输出的电压值进行采样，并通过微控制器的处理将电压值用显示模块示出，数字电位器还与基本稳压电路中的稳压芯片相连，实现对输出电压的直接控制，按键控制电路与微控制器相连，用于实现电源状态的切换。本实用新型电路结构简单、设计合理，工作稳定可靠，使用维护简便，成本低，性价比高，有效解决了戴维南定理验证实验中低电压电源输出电压升高的问题。
【专利说明】CN 203376662 U
书
明
说
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电工实验用可灌入式直流稳压电源
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种直流稳压电源，特别是涉及一种适用于戴维南定理验证实验的电工实验用可灌入式直流稳压电源。
【背景技术】
[0002]目前，高校中使用的电工实验用电源都是将220V/50HZ的工频交流电通过变压电路、整流电路、滤波电路和稳压电路以获得实验所需的电压值。但由于此种电源是输出型的，故在用此种电源做戴维南定理验证实验过程中，当输出电压不同的两个电源同时作用于一电路时会造成高电压电源的电流“灌入”低电压电源中，导致低电压电源的输出电压升高。因此，上述电源会导致戴维南等效电路的等效电压小于理论计算值，进而使学生得到错误的实验结果。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种使用维护简便、工作稳定可靠、能够避免戴维南定理验证实验中低电压电源输出电压升高的电工实验用可灌入式直流稳压电源。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：包括变压电路、整流电路、滤波电路和稳压电路，所述的稳压电路包括基本稳压电路和稳压控制电路，稳压控制电路由按键控制电路、显示模块、模数转换器、微控制器和数字电位器组成，所述的按键控制电路与微控制器相连，用于实现电源状态的切换，所述的模数转换器同微控制器建立信息交换通道，并与稳压电路的电压输出接口相连，用于对稳压电路输出的电压值进行采样，所述的数字电位器同微控制器建立信息交换通道，数字电位器还通过电压放大电路与基本稳压电路中的稳压芯片U9相连，将微控制器输出的电压反馈控制信号输入到稳压芯片U9，所述的显示模块与微控制器相连，用于显示微控制器输出的电压值。
[0005]本实用新型的优点是：
[0006]I、采用稳压控制电 路，实现对输出电压的实时监测与控制，改进现有电工实验用电源的电压输出特性，进而有效解决戴维南定理验证实验中低电压电源输出电压升高的问题，保证实验数据的准确性；
[0007]2、采用模块化设计，具有很高的通用性与互换性，同时还保证了电源今后的升级换代；
[0008]3、电路结构简单、设计合理，工作稳定可靠，使用维护简便，成本低，性价比高。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图I是本实用新型的电路原理框图；
[0010]图2是本实用新型按键控制电路及基本稳压电路的电路原理图；
[0011]图3是本实用新型微控制器的电路原理图；
3[0012]图4是本实用新型模数转换器的电路原理图；
[0013]图5是本实用新型数字电位器的电路原理图；
[0014]图6是本实用新型显示模块的电路原理图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。
[0016]由图I-图6可知，本实用新型包括变压电路、整流电路、滤波电路和稳压电路，所述的稳压电路包括基本稳压电路I和稳压控制电路2，稳压控制电路2由按键控制电路3、显示模块4、模数转换器5、微控制器6和数字电位器7组成，所述的按键控制电路3与微控制器6相连，用于实现电源状态的切换，所述的模数转换器5同微控制器6建立信息交换通道，并与稳压电路的电压输出接口 8相连，用于对稳压电路输出的电压值进行采样，所述的数字电位器7同微控制器6建立信息交换通道，数字电位器7还通过电压放大电路与基本稳压电路I中的稳压芯片U9相连，将微控制器6输出的电压反馈控制信号输入到稳压芯片U9,所述的显不模块4与微控制器6相连,用于显不微控制器6输出的电压值。
[0017]所述的按键控制电路3包括继电器KV和按键K，继电器KV线圈的一端与反向器U2的第十六管脚IC相连，另一端接地，所述的继电器KV的第一管脚与稳压芯片U9的第一管脚ADJ连接，继电器KV的第二管脚与第一管脚直接相连，继电器KV的第二管脚还与可调电阻RVl的一端相连，继电器KV的第三管脚与运算放大器Ul的第七管脚连接，所述的按键K的一端与单片机U3的第十管脚P3. O连接，另一端接地。
[0018]所述的微控制器6采用的型号为AT89C51，所述的模数转换器5采用的芯片为ADC0804，所述的数字电位器7采用的芯片为MCP41010，所述的显示模块4采用IXD1602液
晶显示屏。
[0019]本实用新型的一种电工实验用可灌入式直流稳压电源，包括变压电路、整流电路、滤波电路和稳压电路，其中稳压电路包括基本稳压电路I和稳压控制电路2，稳压控制电路2又由按键控制电路3、显示模块4、模数转换器5、微控制器6和数字电位器7组成。本实用新型的工作原理为：以ADC0804芯片为核心的模数转换器5连续不断地对稳压电路输出的电压值进行采样，并把电压模拟量转化为电压数字量，然后将转化后的电压数字量输入并储存到以AT89C51单片机为核心的微控制器6的数据缓存区中；经过单片机的数据信息处理，单片机将处理后的输出电压值信息发送到显示模块4，并在IXD1602液晶显示屏上示出输出电压值，从而实现对稳压电路输出电压值的实时监测；在按下按键控制电路3中的按键K时，继电器KV内的线圈通电，由继电器KV的第一管脚和第二管脚组成的常闭触点断开，由其第一管脚和第三管脚组成的常开触点闭合，单片机将处理后的输出电压值信息反馈传输到以MCP41010芯片为核心的数字电位器7，电压反馈控制信号经电压放大电路放大后输入到基本稳压电路I中的稳压芯片U9，达到将低电压电源的输出电压降低到设定值并保持稳定的目的，从而实现电源状态的切换，即将电源从传统电源切换到本实用新型所提的新型电源。
[0020]下面以用两个输出电压不同的电源进行戴维南定理验证实验为例，说明本实用新型的应用过程。实验开始时，首先通过电位器手动调整两个电压，电源一设定为6V，电源二设定为15V，并把6V电源先接入到戴维南定理验证实验的电路中，此时，按下按键K，表明将
4电源从传统电源切换到本实用新型所提的新型电源；再将15V的电源接入电路中，此时会看到IXD1602液晶显示屏上的电压值瞬间超过6V，达到最大值6. 8V，但是很快降回6V，最大电压值会因不同的电路参数有所不同。这样，此电路的等效电压值就会与理论计算的等效
电压值一致。
[0021]本实用新型的电工实验用可灌入式直流稳压电源在现有稳压电路中增加稳压控制电路，实现对输出电压的实时监测与控制，改进现有电工实验用电源的电压输出特性，进而有效解决戴维南定理验证实验中低电压电源输出电压升高的问题，保证实验数据的准确性，采用模块化设计，使其具有很高的通用性与互换性；此外，该电源电路结构设计合理、简单，工作稳定可靠，使用维护简便，成本低，性价比高。
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【权利要求】
1.一种电工实验用可灌入式直流稳压电源，包括变压电路、整流电路、滤波电路和稳压电路，其特征在于：所述的稳压电路包括基本稳压电路（I)和稳压控制电路（2)，稳压控制电路⑵由按键控制电路（3)、显示模块（4)、模数转换器（5)、微控制器（6)和数字电位器(7)组成，所述的按键控制电路（3)与微控制器（6)相连，用于实现电源状态的切换，所述的模数转换器（5)同微控制器（6)建立信息交换通道，并与稳压电路的电压输出接口（8)相连，用于对稳压电路输出的电压值进行采样，所述的数字电位器（7)同微控制器（6)建立信息交换通道，数字电位器（7)还通过电压放大电路与基本稳压电路（I)中的稳压芯片U9相连，将微控制器（6)输出的电压反馈控制信号输入到稳压芯片U9，所述的显示模块（4)与微控制器（6)相连，用于显示微控制器（6)输出的电压值。
2.根据权利要求1所述的电工实验用可灌入式直流稳压电源，其特征在于：所述的按键控制电路⑶包括继电器KV和按键K，继电器KV线圈的一端与反向器U2的第十六管脚IC相连，另一端接地，所述的继电器KV的第一管脚与稳压芯片U9的第一管脚ADJ连接，继电器KV的第二管脚与第一管脚直接相连，继电器KV的第二管脚还与可调电阻RVl的一端相连，继电器KV的第三管脚与运算放大器Ul的第七管脚连接，所述的按键K的一端与单片机U3的第十管脚P3. O连接，另一端接地。
3.根据权利要求1所述的电工实验用可灌入式直流稳压电源，其特征在于：所述的微控制器（6)采用的型号为AT89C51，所述的模数转换器（5)采用的芯片为ADC0804，所述的数字电位器（7)采用的芯片为MCP41010，所述的显示模块（4)采用IXD1602液晶显示屏。
【文档编号】G05F1/46GK203376662SQ201320416882
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年7月15日 优先权日:2013年7月15日
【发明者】董世成, 宋海鹏 申请人:董世成, 宋海鹏