本實(shí)用新型涉及電源轉(zhuǎn)換模塊，更具體地說，涉及一種DC-DC轉(zhuǎn)換智能數(shù)控恒流電源。

背景技術(shù)：

目前，很多DC-DC轉(zhuǎn)換電路利用TL494作為PWM脈沖發(fā)生器，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器，調(diào)節(jié)阻值，從而改變脈寬；一部分采用穩(wěn)壓芯片LM317等進(jìn)行DC-DC轉(zhuǎn)化，也是通過手動調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，從而實(shí)現(xiàn)DC-DC轉(zhuǎn)換。這種傳統(tǒng)DC-DC電路中是一種開環(huán)控制電路，具有開環(huán)系統(tǒng)的固有特點(diǎn)：系統(tǒng)難以達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。因此，對于穩(wěn)定性要求較高的系統(tǒng)，難以作為穩(wěn)定的電路使用，也無法實(shí)時(shí)顯示電壓和電流等參數(shù)，更無法進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。傳統(tǒng)的DC-DC電路復(fù)雜需要搭載大量的電阻，從穩(wěn)定性上來說，易出現(xiàn)錯誤，從功耗上來說，轉(zhuǎn)換率不高，比較浪費(fèi)能源。如何提高電路的穩(wěn)定性，降低功耗，提高轉(zhuǎn)換率，實(shí)現(xiàn)電壓，電流可實(shí)時(shí)監(jiān)測，實(shí)時(shí)調(diào)整是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種DC-DC轉(zhuǎn)換只能數(shù)控恒流電源，有效的提高了電路穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了電壓和電流等參數(shù)實(shí)時(shí)顯示，可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，降低功耗，提高轉(zhuǎn)換效率，電路簡單，易操作。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種DC-DC轉(zhuǎn)換智能數(shù)控恒流電源，包括MCU模塊，以及與MCU模塊相連接的恒流電路、按鍵輸入電路、聲光報(bào)警電路、顯示電路、電壓放大電路、供電電路；所述按鍵輸入電路用于電流設(shè)定值的輸入，所述電壓放大電路用于對MCU模塊的PWM輸出信號進(jìn)行放大，電壓放大電路的輸出端與恒流電路相連接；所述顯示電路用于對輸出電流值的顯示；所述聲光報(bào)警電路可對電路的過壓過載進(jìn)行報(bào)警提醒；所述恒流電路用于讀取當(dāng)前電路的輸出電流值并反饋給MCU模塊，再通過MCU模塊調(diào)整PWM的輸出，PWM信號經(jīng)過電壓放大電路放大后對恒流電路的輸出電流值進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)DC-DC的轉(zhuǎn)換。

優(yōu)選地，所述恒流電路包括電流傳感器ACS712、場效應(yīng)管IRF540、二極管D4、電感L2、電解電容C12、端子P1、端子P2；其中場效應(yīng)管IRF540的柵極與電壓放大電路的輸出端相連接，場效應(yīng)管IRF540的源極與電感L2、二極管D4的負(fù)極相連接，場效應(yīng)管IRF540的漏極與端子P2的引腳2相連接，二極管D4的正極與電解電容C12的正極相連接，電解電容C12的正極接端子P1的引腳1；P2端子的引腳1、電感L2的另一端、電解電容的負(fù)極、電流傳感器ACS712的引腳1全部接地；電流傳感器ACS712的引腳2接端子P1的引腳2，電流傳感器的引腳3接5V電源，引腳5接地，引腳4接MCU模塊的P6.2。

優(yōu)選地，所述按鍵輸入電路由4路按鍵電路并聯(lián)組成，每一路按鍵電路由1個電阻和1個按鍵開關(guān)串聯(lián)連接構(gòu)成；4路按鍵電路并聯(lián)后的電阻端結(jié)點(diǎn)接入3.3V的電壓、按鍵端結(jié)點(diǎn)接地，每路按鍵開關(guān)未接地一端分別與MCU模塊的P14-P17引腳相連接。

優(yōu)選地，所述聲光報(bào)警電路包括聲音報(bào)警電路和光報(bào)警電路；所述聲音報(bào)警電路包括蜂鳴器，所述蜂鳴器的一端外接5V電源，另一端與三極管的C極相連，所述三極管的B極外接一個電阻R2，電阻R2的另一端與MCU模塊的P1.3引腳相連接，所述三極管的E極接地；所述光報(bào)警電路由3路高亮電路并聯(lián)構(gòu)成；每路高亮電路由一個高亮二極管和一個電阻組成，高亮二極管的正極和電阻的一端串聯(lián)，并聯(lián)后高亮二極管的負(fù)極接地，并聯(lián)后電阻另一端與MCU模塊的P55-P57相連接。

優(yōu)選地，所述MCU模塊包括復(fù)位電路，晶振電路，所述復(fù)位電路包括電阻R3，二極管D10，復(fù)位開關(guān)S3，瓷片電容C14，其中電阻R3的一端與二極管D10的正極與MCU模塊的RST引腳連接，二極管D10的負(fù)極與R3的另一端接3.3V供電電路；復(fù)位開關(guān)S3與瓷片電容C14的一端接地；復(fù)位開關(guān)S3與瓷片電容C14的另一端與MCU模塊的RST引腳連接，所述晶振電路包括晶振Y1，瓷片電容C12、C13；其中瓷片電容C12和C13并聯(lián)后接地，晶振Y1的兩端跨接瓷片電容C12、C13的一端，晶振Y1的兩端與MCU模塊的XT2IN、XT2OUT引腳相連接，所述MCU模塊的引腳8、引腳9外接一個時(shí)鐘晶振Y2。

優(yōu)選地，所述顯示電路包括顯示模塊LCD1602,所述顯示模塊LCD1602的引腳1和引腳16分別接地、引腳2和引腳15外接5V電源、引腳3外接一個可變電阻R2；所述可變電阻R2的一端接5V電源、另外一端接地；所述顯示模塊LCD1602的4-14引腳分別與MCU模塊的P20-P27，P63-P65分別對應(yīng)連接。

優(yōu)選地，所述電壓放大電路包括5V供電電路和光電耦合器，所述光電耦合器輸入端的一端與供電電路相連，另一端與MCU模塊的P1.2相連，所述光電耦合器的輸出端一端接地，另一端與恒流電路的場效應(yīng)管的柵極相連,所述5V供電電源使用LM3(LM7805)芯片。

優(yōu)選地，所述供電電路包括5V供電電路和3.3V供電電路；所述5V供電電路包括芯片LM1(LM7805)，二極管D1，瓷片電容C9,C10,電解電容C7，C8,撥動開關(guān)S1；其中二極管D1的正極外接12V電源，二極管D1的負(fù)極與電解電容C7的正極和瓷片電容C9的一端相連，電解電容C7的負(fù)極和瓷片電容C9的另一端和LM1(LM7805)的接地端相連接并且接地，所述LM1(LM7805)的輸出端與瓷片電容C10的一端，電解電容C8的正極，撥動開關(guān)S1的一引腳相連接，瓷片電容C10的另一端和電解電容C8的負(fù)極接地，所述撥動開關(guān)S1的另一端輸出5V電源；所述3.3V供電電路包括芯片LM2(LM117)，所述芯片LM2(LM117)的輸入端與5V的供電電路的輸出端相連接，所述芯片LM2(LM117)的輸出端接電解電容C1的正極與瓷片電容C2的一端，所述電解電容C1的負(fù)極和瓷片電容C2的另一端與所述芯片LM2(LM117)的接地端連接并接地。

優(yōu)選地，所述MCU模塊為MSP430F149集成芯片。

通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型提供的DC-DC轉(zhuǎn)換智能數(shù)控恒流電源，其有益的效果是：人們可以通過顯示電路對電壓電流等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的查看，通過按鍵輸入電路，可以對電流進(jìn)行可視化的設(shè)定，通過MCU模塊可以自動的對設(shè)定的電流值進(jìn)行一個反饋和輸出，達(dá)到電路穩(wěn)定性高，可實(shí)時(shí)顯示電壓和電流等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，功耗低，轉(zhuǎn)換效率高，電路簡單，易操作。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的原理方框圖；

圖2為本實(shí)用新型的MCU模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的MCU模塊的復(fù)位電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的MCU模塊的晶振電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型的恒流電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型的聲音報(bào)警電路構(gòu)示意圖；

圖7為本實(shí)用新型的光報(bào)警電路構(gòu)示意圖；

圖8為本實(shí)用新型的按鍵輸入電路結(jié)構(gòu)圖示意圖；

圖9為本實(shí)用新型的電壓放大電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本實(shí)用新型的顯示電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本實(shí)用新型的5V供電電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為本實(shí)用新型的3.3V供電電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為本實(shí)用新型的工作流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

參見圖1-13所示，一種DC-DC轉(zhuǎn)換智能數(shù)控恒流電源，包括MCU模塊，以及與MCU模塊相連接的恒流電路、按鍵輸入電路、聲光報(bào)警電路、顯示電路、電壓放大電路、供電電路；所述按鍵輸入電路用于電流設(shè)定值的輸入，所述電壓放大電路用于對MCU模塊的PWM輸出信號進(jìn)行放大，電壓放大電路的輸出端與恒流電路相連接；所述顯示電路用于對輸出電流值的顯示；所述聲光報(bào)警電路可對電路的過壓過載進(jìn)行報(bào)警提醒；所述恒流電路用于讀取當(dāng)前電路的輸出電流值并反饋給MCU模塊，再通過MCU模塊調(diào)整PWM的輸出，PWM信號經(jīng)過電壓放大電路放大后對恒流電路的輸出電流值進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)DC-DC的轉(zhuǎn)換。

所述恒流電路包括電流傳感器ACS712、場效應(yīng)管IRF540、二極管D4、電感L2、電解電容C12、端子P1、端子P2；其中場效應(yīng)管IRF540的柵極與電壓放大電路的輸出端相連接，場效應(yīng)管IRF540的源極與電感L2、二極管D4的負(fù)極相連接，場效應(yīng)管IRF540的漏極與端子P2的引腳2相連接，二極管D4的正極與電解電容C12的正極相連接，電解電容C12的正極接端子P1的引腳1；P2端子的引腳1、電感L2的另一端、電解電容的負(fù)極、電流傳感器ACS712的引腳1全部接地；電流傳感器ACS712的引腳2接端子P1的引腳2，電流傳感器的引腳3接5V電源，引腳5接地，引腳4接MCU模塊的P6.2。

所述的按鍵輸入電路由4路按鍵并聯(lián)組成，每一路由1個電阻和1個按鍵串聯(lián)連接構(gòu)成，4路并聯(lián)后的電阻端的連接結(jié)點(diǎn)接入3.3V的電壓，按鍵端的連接結(jié)點(diǎn)接地。具體的，參見圖5所示，包括電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17以及按鍵開關(guān)S3、按鍵開關(guān)S2、按鍵開關(guān)S4、按鍵開關(guān)S5，電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17分別與對應(yīng)的按鍵開關(guān)S3、按鍵開關(guān)S2、按鍵開關(guān)S4、按鍵開關(guān)S5相串聯(lián)，電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17的一端分別與MCU模塊的P14-P17相連接。

所述聲光報(bào)警電路包括聲音報(bào)警電路和光報(bào)警電路，所述聲音報(bào)警電路包括蜂鳴器Buzzer(LS1),所述蜂鳴器Buzzer(LS1)的一端外接5V電源，另一端與三極管Q2(2N3904)的C極相連，三極管Q2(2N3904)的B極外接一個電阻R2，電阻R2的另一端與MCU模塊的P1.3引腳相連接，三極管Q2(2N3904)的E極接地,組成聲音報(bào)警電路。

所述的光報(bào)警電路由3路高亮電路并聯(lián)構(gòu)成，每路由一個高亮二極管的正極和一個電阻串聯(lián)構(gòu)成，并聯(lián)后高亮二極管負(fù)極一端接地，電阻并聯(lián)一端與MCU模塊的P55-P57相連接。具體的，參見圖4所示，包括電阻R1、電阻R3、電阻R4以及高亮二極管D3、高亮二極管D4、高亮二極管D5，電阻R1、電阻R3、電阻R4分別與對應(yīng)的高亮二極管D3、高亮二極管D4、高亮二極管D5相串聯(lián)而形成，電阻R1、電阻R3、電阻R4的另一端分別與MCU模塊的P55-P57相連接。

所述MCU模塊包括復(fù)位電路，晶振電路，所述復(fù)位電路包括電阻R3，二極管D10，復(fù)位開關(guān)S3，瓷片電容C14，其中電阻R3的一端與二極管D10的正極與MCU模塊的RST引腳連接，二極管D10的負(fù)極與R3的另一端接3.3V供電電路；復(fù)位開關(guān)S3與瓷片電容C14的一端接地；復(fù)位開關(guān)S3與瓷片電容C14的另一端與MCU模塊的RST引腳連接，所述晶振電路包括晶振Y1，瓷片電容C12、C13；其中瓷片電容C12和C13并聯(lián)后接地，晶振Y1的兩端跨接瓷片電容C12、C13的一端，晶振Y1的兩端與MCU模塊的XT2IN、XT2OUT引腳相連接，所述MCU模塊的引腳8、引腳9外接一個時(shí)鐘晶振Y2。

所述顯示電路包括顯示模塊LCD1602,所述顯示模塊LCD1602的引腳1和引腳16分別接地、引腳2和引腳15外接5V電源、引腳3外接一個可變電阻R2；所述可變電阻R2的一端接5V電源、另外一端接地；所述顯示模塊LCD1602的4-14引腳分別與MCU模塊的P20-P27，P63-P65分別對應(yīng)連接。

所述電壓放大電路包括5V供電電路和光電耦合器U1，所述光電耦合器U1輸入端的一端與供電電路相連，另一端與MCU模塊的P1.2相連，所述光電耦合器U1的輸出端一端接地，另一端與恒流電路的場效應(yīng)管的柵極相連

所述供電電路包括5V供電電路和3.3V供電電路；所述5V供電電路包括芯片LM1，二極管D1，瓷片電容C9,C10,電解電容C7，C8,撥動開關(guān)S1；其中二極管D1的正極外接12V電源，二極管D1的負(fù)極與電解電容C7的正極和瓷片電容C9的一端相連，電解電容C7的負(fù)極和瓷片電容C9的另一端和LM1的接地端相連接并且接地，所述LM1的輸出端與瓷片電容C10的一端，電解電容C8的正極，撥動開關(guān)S1的一引腳相連接，瓷片電容C10的另一端和電解電容C8的負(fù)極接地，所述撥動開關(guān)S1的另一端輸出5V電源；所述3.3V供電電路包括芯片LM2，所述芯片LM2的輸入端與5V的供電電路的輸出端相連接，所述芯片LM117的輸出端接電解電容C1的正極與瓷片電容C2的一端，所述電解電容C1的負(fù)極和瓷片電容C2的另一端與所述芯片LM2的接地端連接并接地。

所述MCU模塊為MSP430F149集成芯片；所述LM1為LM7805芯片，LM2為LM117芯片，LM3為LM7805芯片。

使用時(shí)，工作人員通過按鍵輸入模塊，將需要的電流值進(jìn)行輸入，ACS712電流傳感器讀取當(dāng)前的輸出電流值，并將信號反饋給MCU模塊集成芯片430F149，集成芯片430F149讀取處反饋信號，并將電流值與輸入值進(jìn)行比較，通過差值，調(diào)節(jié)PWM的輸出，并通過LCD1602顯示輸入的電流值。

單片機(jī)430F149輸出的PWM的峰值為5V，不足以驅(qū)動MOS管，故加入光耦將5V的PWM信號轉(zhuǎn)化為12V的PWM信號。若過壓或者過載，聲光報(bào)警器模塊開始工作，并自動停止PWM型號的輸出。整個系統(tǒng)形成可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的閉環(huán)系統(tǒng)；數(shù)據(jù)處理為多次采樣，求取平均值，控制算法為當(dāng)前的輸入值與實(shí)測值相差較大實(shí)時(shí)，調(diào)節(jié)PWM占空比時(shí)，采用較大的步進(jìn)值調(diào)節(jié)，反之，則用較小的步進(jìn)調(diào)節(jié)。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。