CN211087036U - 一种恒流电源板卡 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种恒流电源板卡，包括MCU控制单元、恒流电源单元和恒流输出单元；所述MCU控制单元与所述恒流电源单元电连接，所述恒流输出单元与所述恒流电源单元的输出端电连接。所述恒流电源单元通过对电压和电流进行精确恒流控制管理，得到的恒流输出较大，而且精度高；同时所述恒流电源单元通过恒流输出单元将恒流电流和恒流电压输出给负载设备，可以很方便地测量恒流负载设备的电压、电流。

Description

一种恒流电源板卡

技术领域

本实用新型涉及电路技术领域，具体地，本实用新型涉及一种恒流电源板卡。

背景技术

投影仪已成为现代商务人士必备的办公产品，与现有的数位光处理器或者硅晶光技术相比，激光投影仪因其耗电更少、投射影像更大(可超过100寸)、且无需对焦的优势而成为人们青睐的产品。

激光投影仪包括激光源、光学调制器、光学***、光学扫描器、图像控制器及电源电路，传统的电源电路在供激光源所需电压和电流时，一方面，因为电源电路的电压电流波动会造成激光源出现闪动现象，对投影效果产生一定的影响，也会对使用者眼睛造成一定的伤害；另一方面，传统的电源电路在电流控制上大多只能调节电流在几十mA至几百mA的范围，而且精度较差；在电压控制上，也仅仅能控制在10V以下的范围，而且精度低，长期低压工作时投影仪容易出现损坏。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种恒流电源板卡，该恒流电源板卡得到的恒流输出较大，而且精度高。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种恒流电源板卡，包括：

MCU控制单元、恒流电源单元和恒流输出单元，所述恒流电源单元包括限制电压电路、电压检测电路和电流检测电路；

所述MCU控制单元与所述恒流电源单元电连接，所述恒流输出单元与所述恒流电源单元的输出端电连接。

可选地，所述MCU控制单元的输出端包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端与所述恒流电源单元之间连接有第一DA模块单元，所述第二输出端与所述恒流电源单元之间连接有第二DA模块单元，所述MCU控制单元的输入端包括第一输入端，所述第一输入端与所述恒流电源单元之间通过第一AD模块单元电连接。

可选地，所述恒流电源单元包括功率放大单元、调理电路单元、功率MOS单元、反馈电路单元、电压电流取样单元和电压电流采集单元；

所述功率放大单元的输入端与所述第一DA模块单元的输出端电连接，所述功率MOS单元的输入端包括第三输入端和第四输入端，所述第三输入端与所述功率放大单元输出端电连接，所述第四输入端与所述调理电路单元的输出端电连接，所述调理电路单元的输入端包括第五输入端和第六输入端，所述第五输入端与所述第二DA模块单元电连接，所述第六输入端与所述反馈电路单元的输出端电连接，所述电压电流取样单元的输入端与所述功率MOS单元的输出端电连接，所述电压电流取样单元的输出端包括第三输出端、第四输出端和第五输出端，所述第三输出端与所述反馈电路单元的输入端电连接，所述第四输出端与所述第一AD模块单元电连接，所述第五输出端与所述电压电流采集单元的输入端电连接，所述电压电流采集单元与所述恒流输出单元的输入端电连接。

可选地，该恒流电源板卡还包括PD测量单元，所述PD测量单元与所述MCU控制单元之间通过第二AD模块单元电连接，所述PD测量单元包括PD电流取样单元和运放调理电路单元，所述PD电流取样单元的输出端与所述运放调理电路单元的输入端电连接，所述运放调理电路单元的输出端与所述第二AD模块单元的输入端电连接；

所述MCU控制单元的输入端还包括第二输入端，所述第二AD模块单元的输出端与所述MCU控制单元的第二输入端电连接。

可选地，所述电压电流采集单元采集的的电流范围为0-1A。

可选地，所述电压电流采集单元采集的电压范围为1-15V。

可选地，所述功率放大单元中设置有限制电压电路。

可选地，所述PD测量单元为多组设置，包括一组、两组、三组、四组、五组或六组PD测量单元。

可选地，所述PD测量单元的测量精度为μA级。

可选地，所述恒流电源单元和所述恒流输出单元相互配合形成一个整体单元，所述整体单元为多组设置，包括一组、两组、三组、四组、五组或六组，所述整体单元的每个恒流电源单元均与所述MCU控制单元连接。

可选地，该恒流电源板卡还包括存储单元，所述存储单元与所述MCU控制单元电连接，所述存储单元被配置为保存所述恒流电源板卡的设置数据。

可选地，该恒流电源板卡还包括USB单元，所述USB单元与所述MCU控制单元电连接，所述USB单元被配置为建立所述MCU控制单元与外界设备的数据通信。

本实用新型的恒流电源板卡包括MCU控制单元、恒流电源单元和恒流输出单元；所述MCU控制单元与所述恒流电源单元电连接，所述恒流输出单元与所述恒流电源单元的输出端电连接。所述恒流电源单元通过对电压和电流进行精确恒流控制管理，得到的恒流输出较大，而且精度高；同时所述恒流电源单元通过恒流输出单元将恒流电流和恒流电压输出给负载设备，可以很方便地测量恒流负载设备的电压、电流。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型一种恒流电源板卡的电路示意图；

图2为本实用新型种恒流电源板卡的MCU控制单元和恒流电源单元的电路原理图；

图3为本实用新型种恒流电源板卡的MCU控制单元和PD测量单元的电路原理图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参照图1，本实用新型公开了一种恒流电源板卡，包括：

MCU控制单元100、恒流电源单元500和恒流输出单元600，所述恒流电源单元500包括限制电压电路510、电压检测电路520和电流检测电路530；所述MCU控制单元100与所述恒流电源单元500电连接，所述恒流输出单元600与所述恒流电源单元500的输出端电连接。

所述MCU控制单元100将电压和电流的控制信号发送给恒流电源单元500，恒流电源单元500通过限制电压电路510、电压检测电路520和电流检测电路530将电压和电流控制在恒定的范围内，并通过恒流输出单元600传输给激光投影仪的激光源，最终点亮激光头进行激光投影。

参见图2，可选地，所述MCU控制单元100的输出端包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端与所述恒流电源单元500之间电连接有第一DA模块单元501，所述第二输出端与所述恒流电源单元500之间电连接有第二DA模块单元503，所述MCU控制单元100的输入端包括第一输入端，所述第一输入端与所述恒流电源单元500之间通过第一AD模块单元508电连接。

所述第一DA模块单元501和第二DA模块单元503可以快速地将所述MCU控制单元100发送的数字信号转换成模拟信号输出，便于所述恒流电源单元500的信号接收和处理；同时，所述第一AD模块单元可以快速的将所述恒流电源单元500发送的模拟信号转换成数字信号输出给所述MCU控制单元100，完成了信号之间的快速转换。

参见图2，可选地，所述恒流电源单元500包括功率放大单元502、调理电路单元504、功率MOS单元505、反馈电路单元506、电压电流取样单元507和电压电流采集单元509；所述功率放大单元502的输入端与所述第一DA模块单元501的输出端电连接，所述功率MOS单元505的输入端包括第三输入端和第四输入端，所述第三输入端与所述功率放大单元502输出端电连接，所述第四输入端与所述调理电路单元504的输出端电连接，所述调理电路单元504的输入端包括第五输入端和第六输入端，所述第五输入端与所述第二DA模块单元503电连接，所述第六输入端与所述反馈电路单元506的输出端电连接，所述电压电流取样单元507的输入端与所述功率MOS单元505的输出端电连接，所述电压电流取样单元507的输出端包括第三输出端、第四输出端和第五输出端，所述第三输出端与所述反馈电路单元506的输入端电连接，所述第四输出端与所述第一AD模块单元508电连接，所述第五输出端与所述电压电流采集单元509的输入端电连接，所述电压电流采集单元509与所述恒流输出单元600的输入端电连接。

所述功率放大单元502中设置有限制电压电路，在将第一DA模块单元501输出的信号放大的同时，还可以发送限制所述调理电路单元504电压的信号，所述调理电路单元504为外部输入电路，可以给整个电源板卡提供初始的电压和电流，所述功率MOS单元505可以控制电路的通断状态，在所述调理电路单元504提供的电压符合所述功率放大单元502对电压限制的要求时，所述功率MOS单元505接通电路，如果不符合则将电路断开。所述电压电流取样单元507用于对功率MOS单元505传输过来的电压和电流进行取样，所述电压电流取样单元507中设置有判断单元，如果功率MOS单元505传输过来的电压和电流经过判断单元判断后达到对外输出要求，则将电压和电流输出给电压电流采集单元509，所述电压电流采集单元509最后将电压和电流输出给恒流输出单元600；如果不符合输出要求，则将取样电压和电流信号传输给反馈电路单元506，反馈电路单元506将电压和电流信号反馈给调理电路单元504，再一次进行调整，直至符合对外输出要求。

所述恒流电源单元500通过对调理电路单元504输出的电压和电流进行精确恒流控制管理，得到的恒流电流输出较大，而且精度高；同时得到的恒流电压输出可调，而且调节范围大、调节精度高；更重要的是，所述恒流电源单元500通过恒流输出单元600将恒流电流和恒流电压输出给负载设备，可以很方便地测量恒流负载设备的电压、电流，而且测量精度高。

可选地，所述恒流电源单元500和所述恒流输出单元600相互配合形成一个整体单元，所述整体单元为多组设置，包括一组、两组、三组、四组、五组或六组，也可以是更多，只要不超过所述MCU控制单元100的负荷上限就可以。所述多组恒流电源单元500均与所述MCU控制单元100电连接，所述MCU控制单元100可以对多路独立的恒流电源单元500发送控制信号，而且发送速度快，精度高。

可选地，所述MCU控制单元500采用STM32F103C8型号单片机。所述STM32F103C8型号单片机是一种基于ARM Cortex-M内核STM32系列的32位的微控制器，所述STM32F103C8型号单片机具有强大的信号处理能力，可以很好地应用在具有多路恒流电源和恒流输出的电路***中。

参见图3，可选地，本实用新型的恒流电源板卡还包括PD测量单元400，所述PD测量单元400与所述MCU控制单元100之间通过第二AD模块单元401电连接，所述PD测量单元400包括PD电流取样单元403和运放调理电路单元402，所述PD电流取样单元403的输出端与所述运放调理电路单元402的输入端电连接，所述运放调理电路单元402的输出端与所述第二AD模块单元401的输入端连接；所述MCU控制单元100的输入端还包括第二输入端，所述第二AD模块单元401的输出端与所述MCU控制单元100的第二输入端电连接。所述PD测量单元400被配置为测量PD电流，所述PD测量单元400的测量精度为μA级。

激光投影仪的激光源产生的激光通过与其连接的背光探测器进行响应，所述PD测量单元400可以准确测量背光探测器的PD电流。首先PD电流取样单元403可以快速对背光探测器的PD电流进行取样，然后将取样信号发送给所述运放调理电路单元402，所述运放调理电路单元402对取样信号进行放大和调整后传输给所述第二AD模块单元401，所述第二AD模块单元401将模拟采样信号转换成数字采样信号，最后发送给所述MCU控制单元100。

而且，传统的PD测量单元的测量精度只能达到100μA，如果背光探测器的响应电流很小，在几μA或者几十μA，传统的PD测量单元的测量就会出现很大的误差，而本实用新型的PD测量单元400的测量精度可以达到μA级，可以准确测量背光探测器在μA级的响应电流。

可选地，所述PD测量单元400为多组设置，包括一组、两组、三组、四组、五组或六组，也可以是更多，只要不超过所述MCU控制单元100的负荷上限就可以。所述多组PD测量单元400均与所述MCU控制单元100电连接，所述MCU控制单元100可以接收多路独立的PD测量单元400发送的信号，而且接收速度快、准确性高。

可选地，所述电压电流采集单元509采集的恒流电流范围为0-1A。目前广泛用于激光投影电源的恒流电流只能调节在几十mA至几百mA的范围，而且精度较差；本实用新型恒流电源板卡的恒流电流可以控制在0-1A的范围，相对于传统的恒流电流控制，不仅控制范围更大，而且精度更高。

可选地，所述电压电流采集单元509采集的恒流电压范围为1-15V。目前广泛用于激光投影电源的恒流电压普遍只能控制在10V以下的范围，而且精度低。本实用新型恒流电源板卡的恒流电压可以控制在1-15V的范围，相对于传统的恒流电压控制，不仅控制范围更大，而且精度更高。

可选地，本实用新型的恒流电源板卡还包括存储单元300，所述存储单元300可以是闪存或者硬盘，所述存储单元300与所述MCU控制单元100电连接，所述存储单元300被配置为保存所述恒流电源板卡的设置数据，包括初始设置数据和运行过程中的运行数据。

可选地，本实用新型的恒流电源板卡还包括USB单元200，所述USB单元200与所述MCU控制单元100电连接，所述USB单元200被配置为建立所述MCU控制单元100与外界设备的数据通信。所述USB单元200可以方便快捷地将所述MCU控制单元200的数据信息传输给外界设备。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (12)

1.一种恒流电源板卡，其特征在于，包括：

MCU控制单元、恒流电源单元和恒流输出单元，所述恒流电源单元包括限制电压电路、电压检测电路和电流检测电路；

所述MCU控制单元与所述恒流电源单元电连接，所述恒流输出单元与所述恒流电源单元的输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种恒流电源板卡，其特征在于，所述MCU控制单元的输出端包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端与所述恒流电源单元之间连接有第一DA模块单元，所述第二输出端与所述恒流电源单元之间连接有第二DA模块单元，所述MCU控制单元的输入端包括第一输入端，所述第一输入端与所述恒流电源单元之间通过第一AD模块单元电连接。

3.根据权利要求2所述的一种恒流电源板卡，其特征在于，所述恒流电源单元包括功率放大单元、调理电路单元、功率MOS单元、反馈电路单元、电压电流取样单元和电压电流采集单元；

所述功率放大单元的输入端与所述第一DA模块单元的输出端电连接，所述功率MOS单元的输入端包括第三输入端和第四输入端，所述第三输入端与所述功率放大单元输出端电连接，所述第四输入端与所述调理电路单元的输出端电连接，所述调理电路单元的输入端包括第五输入端和第六输入端，所述第五输入端与所述第二DA模块单元电连接，所述第六输入端与所述反馈电路单元的输出端电连接，所述电压电流取样单元的输入端与所述功率MOS单元的输出端电连接，所述电压电流取样单元的输出端包括第三输出端、第四输出端和第五输出端，所述第三输出端与所述反馈电路单元的输入端电连接，所述第四输出端与所述第一AD模块单元电连接，所述第五输出端与所述电压电流采集单元的输入端电连接，所述电压电流采集单元与所述恒流输出单元的输入端电连接。

4.根据权利要求2所述的一种恒流电源板卡，其特征在于，还包括PD测量单元，所述PD测量单元与所述MCU控制单元之间通过第二AD模块单元电连接，所述PD测量单元包括PD电流取样单元和运放调理电路单元，所述PD电流取样单元的输出端与所述运放调理电路单元的输入端电连接，所述运放调理电路单元的输出端与所述第二AD模块单元的输入端电连接；

所述MCU控制单元的输入端还包括第二输入端，所述第二AD模块单元的输出端与所述MCU控制单元的第二输入端电连接。

5.根据权利要求3所述的一种恒流电源板卡，其特征在于，所述电压电流采集单元采集的电流范围为0-1A。

6.根据权利要求3所述的一种恒流电源板卡，其特征在于，所述电压电流采集单元采集的电压范围为1-15V。

7.根据权利要求3所述的一种恒流电源板卡，其特征在于，所述功率放大单元中设置有限制电压电路。

8.根据权利要求4所述的一种恒流电源板卡，其特征在于，所述PD测量单元为多组设置，包括一组、两组、三组、四组、五组或六组PD测量单元。

9.根据权利要求4所述的一种恒流电源板卡，其特征在于，所述PD测量单元的测量精度为μA级。

10.根据权利要求1所述的一种恒流电源板卡，其特征在于，所述恒流电源单元为多组设置，包括一组、两组、三组、四组、五组或六组，每个恒流电源单元与一个恒流输出单元对应电连接，所述恒流电源单元均与所述MCU控制单元连接。

11.根据权利要求1所述的一种恒流电源板卡，其特征在于，还包括存储单元，所述存储单元与所述MCU控制单元电连接，所述存储单元被配置为保存所述恒流电源板卡的设置数据。

12.根据权利要求1所述的一种恒流电源板卡，其特征在于，还包括USB单元，所述USB单元与所述MCU控制单元电连接，所述USB单元被配置为建立所述MCU控制单元与外界设备的数据通信。

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