CN211930517U - 一种大功率电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种大功率电源，包括：控制模块、信号调整模块、电压检测模块和电流检测模块；信号调整模块、电压检测模块以及电流检测模块均与控制模块电连接；其中，控制模块用于根据由电压检测模块输入的电压检测信号和由电流检测模块输入的电流检测信号生成控制信号；信号调整模块包括第一整流桥电路和第二整流桥电路，第一整流桥电路接收控制信号，并根据控制信号调整输出信号；第二整流桥电路接收控制信号，并根据控制信号对输入信号进行整流和稳压；以在信号调整模块的输出端输出精度可控的电压和电流。本实用新型实施例提供的大功率电源，能够实现输出电压和输出电流的精度较高。

Description

一种大功率电源

技术领域

本实用新型实施例涉及电源技术，尤其涉及一种大功率电源。

背景技术

在生产生活各个领域，很多设备都需要由电源供电以保证正常工作所需的电压，如对光电显示器件进行研究工作时需要由电源供电，并且为满足多样的供电需求，电源的输出功率和输出电压电流的精度也是重要的研究内容。

目前，现有的电源，一般电源输出通道较少，输出功率和输出电压电流的精度较小，操作不够方便，很难满足大功率和高精度的供电需求。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种大功率电源，以实现输出电压和输出电流的精度较高。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种大功率电源，包括：控制模块、信号调整模块、电压检测模块和电流检测模块；

信号调整模块、电压检测模块以及电流检测模块均与控制模块电连接；

其中，控制模块用于根据由电压检测模块输入的电压检测信号和由电流检测模块输入的电流检测信号生成控制信号；

信号调整模块包括第一整流桥电路和第二整流桥电路，第一整流桥电路接收控制信号，并根据控制信号调整输出信号；第二整流桥电路接收控制信号，并根据控制信号对输入信号进行整流和稳压；以在信号调整模块的输出端输出精度可控的电压和电流。

可选的，第一整流桥电路包括选择开关、第一整流桥、第一MOS管和第二MOS管，第一整流桥的第一端和第二端作为第一整流桥电路的输入端，第一整流桥的第一端和第二端通过选择开关接入输入信号，第一MOS管的第一极与第一整流桥的第二端电连接，第一MOS管的栅极接入第一电源信号，第一MOS管导通时，将第一极输入的电流传输至第二极，第二MOS管的第一极与第一整流桥的第三端电连接，第二MOS管的第二极与第一MOS管的第二极电连接，第二MOS管根据栅极接入的信号控制其导通状态。

可选的，第二整流桥电路包括第二整流桥、第一稳压器和第二稳压器，第二整流桥的第一端和第二端作为第二整流桥电路的输入端，第二整流桥的第三端通过第一稳压器接入第一电源信号，第二整流桥的第四端通过第二稳压器接入第二电源信号。

可选的，信号调整模块还包括多个输出控制开关，多个输出控制开关与第一整流桥电路的输出端电连接，用于控制输出信号的输出通路。

可选的，电流检测模块包括第一运算放大电路、第二运算放大电路和第三运算放大电路，第一运算放大电路的第一输入端和第二运算放大电路的第一输入端分别作为电流检测模块的第一输入端和第二输入端与控制模块电连接，第一运算放大电路的第二输入端接入第二电源信号，第二运算放大电路的第二输入端以及第三运算放大电路的第一输入端均与第一运算放大电路的输出端电连接，第一运算放大电路的输出端作为电流检测模块的第一输出端，第三运算放大电路的第二输入端接地，第三运算放大电路的输出端作为电流检测模块的第二输出端与控制模块电连接。

可选的，电压检测模块包括第四运算放大电路和第五运算放大电路，第四运算放大电路的第一输入端作为电压检测模块的第一输入端与控制模块电连接，第四运算放大电路的第二输入端与第四运算放大电路的输出端电连接，第四运算放大电路的输出端作为电压检测模块的第一输出端，第五运算放大电路的第一输入端接地，第五运算放大电路的第二输入端和输出端均与第四运算放大电路的第二输入端电连接，第五运算放大电路的输出端作为电压检测模块的第二输出端与控制模块电连接。

可选的，大功率电源还包括电流保护模块，电流保护模块与电流检测模块电连接。

可选的，大功率电源还包括数模转换模块和模数转换模块，电压检测模块和电流检测模块均通过数模转换模块和模数转换模块与控制模块电连接。

可选的，还包括多个第一电路板，每个第一电路板上集成有控制模块、信号调整模块、电压检测模块和电流检测模块，每个第一电路板输出一路电压和电流。

可选的，大功率电源还包括第二电路板，多个第一电路板均插接于第二电路板上；第二电路板还包括通信接口，通信接口与控制模块电连接，通信接口用于将串口屏或上位机的主控信号传输至每个第一电路板上的控制模块。

本实用新型实施例提供一种大功率电源，包括控制模块、信号调整模块、电压检测模块和电流检测模块，信号调整模块、电压检测模块以及电流检测模块均与控制模块电连接，控制模块可根据由电压检测模块输入的电压检测信号和由电流检测模块输入的电流检测信号生成控制信号，信号调整模块包括第一整流桥电路和第二整流桥电路，第一整流桥电路接收控制信号并根据控制信号调整输出信号，第二整流桥电路接收控制信号并根据控制信号对输入信号进行整流和稳压，以在信号调整模块的输出端输出精度可控的电压和电流。本实用新型实施例提供的大功率电源，第一整流桥电路可根据控制信号调整输出信号，在信号调整模块的输出端输出精度可控的电压和电流，从而可控制输出电压和输出电流有较高的精度。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种大功率电源的结构框图；

图2是本实用新型实施例提供的一种信号调整模块的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种电流检测模块的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种电压检测模块的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的一种电流保护模块的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的一种第一电路板和第二电路板的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种第一电路板、第二电路板和变压器的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种第二电路板的主控芯片的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1是本实用新型实施例提供的一种大功率电源的结构框图，参考图1，该大功率电源包括控制模块10、信号调整模块20、电压检测模块30和电流检测模块40；信号调整模块20、电压检测模块30以及电流检测模块40均与控制模块10电连接。

其中，控制模块10用于根据由电压检测模块30输入的电压检测信号和由电流检测模块40输入的电流检测信号生成控制信号；信号调整模块20包括第一整流桥电路21和第二整流桥电路22，第一整流桥电路21接收控制信号，并根据控制信号调整输出信号；第二整流桥电路22接收控制信号，并根据控制信号对输入信号进行整流和稳压；以在信号调整模块20的输出端输出精度可控的电压和电流。

具体的，在大功率电源工作时，电压检测模块30和电流检测模块40可分别根据输入信号生成电压检测信号和电流检测信号，并分别将电压检测信号和电流检测信号传输至控制模块10，控制模块10可判断接收的电压检测信号和电流检测信号是否正常，当电压检测信号和电流检测信号均正常时控制模块10生成控制信号，信号调整模块20中的第二整流桥电路22接收控制信号，并根据控制信号对输入信号进行整流和稳压，第一整流桥电路21接收控制信号，并根据控制信号调整输出信号，使信号调整模块20能够在输出端输出精度可控的电压和电流，例如该大功率电源的输出电压可为20V，输出电流可达1A，输出精度高(可达万分之五)，输出电流的最小稳定值为几十微安，适用于光电显示器件的供电电源。

本实施例提供的大功率电源，第一整流桥电路可根据控制信号调整输出信号，在信号调整模块的输出端输出精度可控的电压和电流，从而可控制输出电压和输出电流有较高的精度。

图2是本实用新型实施例提供的一种信号调整模块的结构示意图，参考图2，可选的，第一整流桥电路包括选择开关K1、第一整流桥D1、第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，第一整流桥D1的第一端和第二端作为第一整流桥电路的输入端，第一整流桥D1的第一端和第二端通过选择开关K1接入输入信号，第一MOS管Q1的第一极与第一整流桥D1的第二端电连接，第一MOS管Q1的栅极接入第一电源信号+VCC，第一MOS管Q1导通时，将第一极输入的电流传输至第二极，第二MOS管Q2的第一极与第一整流桥的第三端电连接，第二MOS管Q2的第二极与第一MOS管Q1的第二极电连接，第二MOS管Q2根据栅极接入的信号控制其导通状态。

其中，第一整流桥电路还包括电容和电阻等电路器件，第一电源信号+VCC的电压可以是+12V，选择开关K1可为继电器开关，继电器开关的继电器的输入端A1接入控制信号，第一整流桥电路通过接线端子P1接入输入信号，选择开关K1根据控制信号选择接入的输入信号，如当控制信号为高电平时，控制第一整流桥D1接入接线端子P1的端口1输入的信号，当控制信号为低电平时，控制第一整流桥D1接入接线端子P1的端口2输入的信号，第一MOS管Q1的栅极通过端口A2接入第一MOS信号，第一MOS管根据栅极接入的第一MOS信号控制第一极输入的电流至第二极的传输状态，第二MOS管Q2的栅极通过端口A3接入第二MOS信号，第二MOS管根据栅极接入的第二MOS信号控制第一极输入的电流至第二极的传输状态，如在第一MOS管导通时将第一整流桥D1整流后输出的电压和电流由第一极传输至第二极，以将电压和电流通过第一整流桥电路输出。

可选的，第二整流桥电路包括第二整流桥D2、第一稳压器U1和第二稳压器U2，第二整流桥D2的第一端和第二端作为第二整流桥电路的输入端，第二整流桥D2的第三端通过第一稳压器U1接入第一电源信号+VCC，第二整流桥D2的第四端通过第二稳压器U2接入第二电源信号-VCC。

具体的，第二整流桥电路还包括与两个稳压器电连接的多个电容，第二整流桥D2的第一端和第二端通过接线端子P1接入输入信号，输入信号通过第二整流桥D2进行整流，第二整流桥D2将整流后的信号通过第三端和第四端分别输出至第一稳压器U1和第二稳压器U2，由第一稳压器U1和第二稳压器U2对整流后的信号进行稳压，以保证输出电压的稳定性。

可选的，信号调整模块还包括多个输出控制开关，多个输出控制开关与第一整流桥电路的输出端电连接，用于控制输出信号的输出通路。

具体的，各个输出控制开关电连接有电阻器件，多个输出控制开关包括第一输出控制开关K2、第二输出控制开关K3和第三输出控制开关K4，各个输出控制开关可均为继电器开关，各个输出控制开关均通过端口A4接入开关信号，第一输出控制开关K2的继电器的输入端A5接入第一开关控制信号，第二输出控制开关K3的继电器的输入端A6接入第二开关控制信号，第三输出控制开关K4的继电器的输入端A7接入第三开关控制信号，各个输出控制开关根据各自接入的开关控制信号控制各自开关的通断，从而控制输出信号OUT的输出通路，如在第一输出控制开关K2的开关闭合时，第一整流桥电路输出的信号则通过第一输出控制开关输出。

图3是本实用新型实施例提供的一种电流检测模块的结构示意图，参考图3，可选的，电流检测模块包括第一运算放大电路41、第二运算放大电路42和第三运算放大电路43，第一运算放大电路41的第一输入端B1和第二运算放大电路42的第一输入端B2分别作为电流检测模块的第一输入端和第二输入端与控制模块电连接，第一运算放大电路41的第二输入端接入第二电源信号+VCC，第二运算放大电路42的第二输入端以及第三运算放大电路43的第一输入端均与第一运算放大电路41的输出端B3电连接，第一运算放大电路41的输出端B3作为电流检测模块的第一输出端，第三运算放大电路43的第二输入端接地，第三运算放大电路43的输出端B5作为电流检测模块的第二输出端与控制模块电连接。

其中，第一运算放大电路41、第二运算放大电路42和第三运算放大电路43分别包括第一运算放大器Z1、第二运算放大器Z2和第三运算放大器Z及各自的包括电阻、电容和晶体管的***电路，电流检测模块接入的电源信号+VDD的电压可以是+3.3V，电流检测模块的端口B4与控制模块电连接，第一运算放大电路41的第一输入端B1即第一运算放大器Z1的正向输入端可接入输入信号，通过运算放大器生成电流检测信号，该电流检测信号可由第三运算放大电路43的输出端B5即第三运算放大器Z的输出端传输至控制模块。

图4是本实用新型实施例提供的一种电压检测模块的结构示意图，参考图4，可选的，电压检测模块包括第四运算放大电路31和第五运算放大电路32，第四运算放大电路31的第一输入端C1作为电压检测模块的第一输入端与控制模块电连接，第四运算放大电路31的第二输入端与第四运算放大电路的输出端C2电连接，第四运算放大电路31的输出端C2作为电压检测模块的第一输出端，第五运算放大电路32的第一输入端接地，第五运算放大电路32的第二输入端和输出端均与第四运算放大电路的第二输入端电连接，第五运算放大电路32的输出端C3作为电压检测模块的第二输出端与控制模块电连接。

其中，第四运算放大电路31和第五运算放大电路32分别包括第四运算放大器Z4和第五运算放大器Z5及各自的包括电阻、电容和晶体管的***电路，第四运算放大器Z4的正向输入端和反向输入端分别接入电源信号V+和V-，电压检测模块的端口C4与控制模块电连接，第四运算放大电路31的输出端C2即第四运算放大器Z4的输出端可与第一运算放大电路的输出端电连接，第四运算放大电路31的第一输入端C1即第四运算放大器Z4的正向输入端可接入输入信号，通过运算放大器生成电压检测信号，该电压检测信号可由第五运算放大电路32的输出端C3即第五运算放大器Z5的输出端传输至控制模块。

图5是本实用新型实施例提供的一种电流保护模块的结构示意图，参考图5，可选的，大功率电源还包括电流保护模块，电流保护模块与电流检测模块电连接。

其中，电流保护模块包括三极管Q3和二极管D3以及与三极管Q3和二极管D3电连接的电阻电容器件，电流保护模块的输入端E1与第一运算放大电路的输出端电连接，接入第一运算放大电路的输出端输出的电流信号，电流保护模块的输出端E2与第二运算放大器的输出端电连接，当电流保护模块的输入端E1接入的电流信号对应的电流较小时，电流通过二极管D3传输至电流保护模块的输出端E2，三极管Q3的基极与输出端E2电连接，三极管Q3的基极电流也较小，因此三极管Q3不导通；当电流保护模块的输入端E1接入的电流信号对应的电流较大时，电流通过二极管D3传输至电流保护模块的输出端E2时，三极管Q3的基极电流较大三极管Q3导通，电流通过二极管D3传输至三极管Q3的第一极，并由三极管Q3的第一极传输至第二极以导入大地，从而对输出电流进行限制，如电流保护模块可将输出电流限制在1.2A，避免出现过大的电流而损坏电源。

可选的，大功率电源还包括数模转换模块和模数转换模块，电压检测模块和电流检测模块均通过数模转换模块和模数转换模块与控制模块电连接。

具体的，数模转换模块可包括D/A转换芯片，模数转换模块可包括A/D转换芯片，如控制模块输出的电压信号和电流信号通过数模转换模块分别传输至电压检测模块和电流检测模块，电压检测模块生成的电压检测信号和电流检测模块生成的电流检测信号均通过模数转换模块转换为数字信号传输至控制模块，以使控制模块根据电压检测信号和电流检测信号生成控制信号。

图6是本实用新型实施例提供的一种第一电路板和第二电路板的结构示意图，图7是本发明实施例提供的一种第一电路板、第二电路板和变压器的结构示意图，结合图6和图7，可选的，大功率电源还包括多个第一电路板100，每个第一电路板100上集成有控制模块、信号调整模块、电压检测模块和电流检测模块，每个第一电路板100输出一路电压和电流。

其中，第一电路板100上还设置有输入电源端子110，用于接入电源，以为第一电路板100供电，大功率电源还包括与第一电路板100电连接的变压器300，变压器300用于为第一电路板100提供输入电压和输入电流，每个第一电路板100有一路输出，每路输出互不影响，从而多个第一电路板100形成多通道输出，如第一电路板100为八个，即可形成八通道的大功率电源。

可选的，大功率电源还包括第二电路板200，多个第一电路板100均插接于第二电路板200上；第二电路板200还包括通信接口210，通信接口210与控制模块电连接，通信接口210用于将上位机的主控信号传输至每个第一电路板100上的控制模块。

具体的，上位机的主控信号通过第二电路板200上设置的通信接口210传输至每个第一电路板100，串口屏的主控信号可通过第二电路板200上另外设置的通信接口传输至每个第一电路板100，串口屏或上位机通过传输至第一电路板100的控制模块的主控信号实现对大功率电源的可程控，且第二电路板200上还设置有散热风扇220，可为第二电路板200和靠近散热风扇220的第一电路板100进行散热，第二电路板200还包括主控芯片，图8是本发明实施例提供的一种第二电路板的主控芯片的示意图，主控芯片为STM芯片，主控芯片与串口屏以及上位机通信，主控芯片通过通信接口210将串口屏或上位机的主控信号传输至每个第一电路板100，第一电路板100上的控制模块也可采用STM芯片。

本实施例提供的大功率电源，多个第一电路板可形成多通道输出，串口屏或上位机通过传输至第一电路板的控制模块的主控信号实现对大功率电源的可程控，第一整流桥电路可根据控制信号调整输出信号，在信号调整模块的输出端输出精度可控的电压和电流，从而可控制输出电压和输出电流有较高的精度，即可实现大功率电源的高精度、多通道和可程控。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种大功率电源，其特征在于，包括：控制模块、信号调整模块、电压检测模块和电流检测模块；

所述信号调整模块、所述电压检测模块以及所述电流检测模块均与所述控制模块电连接；

其中，所述控制模块用于根据由所述电压检测模块输入的电压检测信号和由所述电流检测模块输入的电流检测信号生成控制信号；

所述信号调整模块包括第一整流桥电路和第二整流桥电路，所述第一整流桥电路接收所述控制信号，并根据所述控制信号调整输出信号；所述第二整流桥电路接收所述控制信号，并根据所述控制信号对输入信号进行整流和稳压；以在所述信号调整模块的输出端输出精度可控的电压和电流。

2.根据权利要求1所述的大功率电源，其特征在于，所述第一整流桥电路包括选择开关、第一整流桥、第一MOS管和第二MOS管，所述第一整流桥的第一端和第二端作为所述第一整流桥电路的输入端，所述第一整流桥的第一端和第二端通过所述选择开关接入所述输入信号，所述第一MOS管的第一极与所述第一整流桥的第二端电连接，所述第一MOS管的栅极接入第一电源信号，所述第一MOS管导通时，将第一极输入的电流传输至第二极，所述第二MOS管的第一极与所述第一整流桥的第三端电连接，所述第二MOS管的第二极与所述第一MOS管的第二极电连接，所述第二MOS管根据栅极接入的信号控制其导通状态。

3.根据权利要求1所述的大功率电源，其特征在于，所述第二整流桥电路包括第二整流桥、第一稳压器和第二稳压器，所述第二整流桥的第一端和第二端作为所述第二整流桥电路的输入端，所述第二整流桥的第三端通过所述第一稳压器接入第一电源信号，所述第二整流桥的第四端通过所述第二稳压器接入第二电源信号。

4.根据权利要求1所述的大功率电源，其特征在于，所述信号调整模块还包括多个输出控制开关，多个所述输出控制开关与所述第一整流桥电路的输出端电连接，用于控制所述输出信号的输出通路。

5.根据权利要求1所述的大功率电源，其特征在于，所述电流检测模块包括第一运算放大电路、第二运算放大电路和第三运算放大电路，所述第一运算放大电路的第一输入端和所述第二运算放大电路的第一输入端分别作为所述电流检测模块的第一输入端和第二输入端与所述控制模块电连接，所述第一运算放大电路的第二输入端接入第二电源信号，所述第二运算放大电路的第二输入端以及所述第三运算放大电路的第一输入端均与所述第一运算放大电路的输出端电连接，所述第一运算放大电路的输出端作为所述电流检测模块的第一输出端，所述第三运算放大电路的第二输入端接地，所述第三运算放大电路的输出端作为所述电流检测模块的第二输出端与所述控制模块电连接。

6.根据权利要求1所述的大功率电源，其特征在于，所述电压检测模块包括第四运算放大电路和第五运算放大电路，所述第四运算放大电路的第一输入端作为所述电压检测模块的第一输入端与所述控制模块电连接，所述第四运算放大电路的第二输入端与所述第四运算放大电路的输出端电连接，所述第四运算放大电路的输出端作为所述电压检测模块的第一输出端，所述第五运算放大电路的第一输入端接地，所述第五运算放大电路的第二输入端和输出端均与所述第四运算放大电路的第二输入端电连接，所述第五运算放大电路的输出端作为所述电压检测模块的第二输出端与所述控制模块电连接。

7.根据权利要求1所述的大功率电源，其特征在于，所述大功率电源还包括电流保护模块，所述电流保护模块与所述电流检测模块电连接。

8.根据权利要求1所述的大功率电源，其特征在于，所述大功率电源还包括数模转换模块和模数转换模块，所述电压检测模块和所述电流检测模块均通过所述数模转换模块和所述模数转换模块与所述控制模块电连接。

9.根据权利要求1所述的大功率电源，其特征在于，还包括多个第一电路板，每个所述第一电路板上集成有所述控制模块、所述信号调整模块、所述电压检测模块和所述电流检测模块，每个所述第一电路板输出一路电压和电流。

10.根据权利要求9所述的大功率电源，其特征在于，所述大功率电源还包括第二电路板，多个所述第一电路板均插接于所述第二电路板上；所述第二电路板还包括通信接口，所述通信接口与所述控制模块电连接，所述通信接口用于将串口屏或上位机的主控信号传输至每个所述第一电路板上的控制模块。

Images