本實(shí)用新型屬于開(kāi)關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型恒流開(kāi)關(guān)電源。

背景技術(shù)：

開(kāi)關(guān)電源顧名思義，開(kāi)關(guān)電源便是使用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件(如晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、可控硅閘流管等)，經(jīng)過(guò)控制電路，使半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件不停地“導(dǎo)通”和“關(guān)閉”，讓半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件對(duì)輸入的電壓進(jìn)行脈沖調(diào)制，從而完成直流到交流、直流到直流電壓變換，和輸出電壓可調(diào)和自動(dòng)穩(wěn)壓。跟著時(shí)期的發(fā)展，因?yàn)槲覈?guó)半導(dǎo)體與工藝跟不上時(shí)期的潮流，導(dǎo)致了自己生產(chǎn)與研制的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的關(guān)鍵元器件大部分仍要經(jīng)過(guò)國(guó)外進(jìn)口，導(dǎo)致當(dāng)代開(kāi)關(guān)電源技術(shù)與一些先進(jìn)國(guó)家相比仍存有巨大的差距。綜上所述，目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的開(kāi)關(guān)電源普遍存在以下四大方面的問(wèn)題：

1)多數(shù)使用模擬IC控制，控制式樣不夠智能化；

2)不能顯示輸入和輸出的電流電壓狀況；

3)多數(shù)開(kāi)關(guān)電源為固定輸出；

4)可調(diào)的開(kāi)關(guān)電源只能通過(guò)電位器模擬調(diào)整，不能直接得到準(zhǔn)確的預(yù)設(shè)電壓。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種新型恒流開(kāi)關(guān)電源，通過(guò)利用PWM脈沖信號(hào)控制MOS電路，進(jìn)而控制整個(gè)降壓式變換電路，輸出可調(diào)穩(wěn)定的電壓，解決了開(kāi)關(guān)電源輸出值固定，輸入輸出的電流情況不能直接顯示的問(wèn)題，具有減小誤差，高效、智能的優(yōu)點(diǎn)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種新型恒流開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，所述新型恒流開(kāi)關(guān)電源包括降壓穩(wěn)壓電路、控制模塊、按鍵電路、負(fù)電源產(chǎn)生電路、BUCK主回路和電壓電流檢測(cè)電路，分別輸入12V和 30V電源通過(guò)電源輸入接口到整個(gè)系統(tǒng)中，電源輸入接口連接降壓穩(wěn)壓電路和 BUCK主回路，降壓穩(wěn)壓電路連接控制模塊，按鍵電路連接控制模塊，控制模塊的輸出端通過(guò)BUCK主回路中的IR2104電路連接BUCK主回路，電壓電流檢測(cè)電路用來(lái)檢測(cè)BUCK主回路的輸入和輸出電壓電流信號(hào)發(fā)送到控制模塊，BUCK主回路上設(shè)有輸出端。

上述裝置中，所述負(fù)電源產(chǎn)生電路包括芯片ICL7660、電容C5和電容C6，負(fù)電源產(chǎn)生電路連接BUCK主回路，芯片ICL7660的輸入端為8號(hào)引腳接電源，輸出端為5號(hào)引腳接有一端接地的電容C6，電容C5連接在2號(hào)和4號(hào)引腳之間。所述新型恒流開(kāi)關(guān)電源還包括輔助電源電路，輔助電源電路由芯片LM7805、電容C3、電容C4和輸入接口SW1連接而成，SW1為電路的12V電路輸入接口，輸入到LM7805的1號(hào)引腳，通過(guò)LM7805的3號(hào)引腳輸出+5V電壓。所述BUCK主回路包括半橋驅(qū)動(dòng)芯片IR2104、同步整流電路和驅(qū)動(dòng)電路，同步整流電路和驅(qū)動(dòng)電路連接到半橋驅(qū)動(dòng)芯片IR2104上，半橋驅(qū)動(dòng)芯片IR2104連接到控制模塊。所述同步整流電路由兩個(gè)MOS管交替導(dǎo)通構(gòu)成。所述驅(qū)動(dòng)電路由多個(gè)三極管連接構(gòu)成。所述電壓電流檢測(cè)電路包括電流檢測(cè)電路、第一電壓檢測(cè)電路和第二電壓檢測(cè)電路，由電容C12、電阻R11、R12和R5、R6連接構(gòu)成第一和第二兩個(gè)電壓檢測(cè)電路，以及芯片OP07、電阻R17、電阻R16、電阻R15、電阻R14、電容C15、電容C14和電位器RW1連接構(gòu)成電流檢測(cè)電路。所述電阻R14的一端接芯片OP07 的正極性輸入端，另一端接BUCK主回路，電阻R15接芯片OP07的負(fù)極性輸入端，電容C14連接在電位器RW1的調(diào)節(jié)端和固定端之間，電位器RW1連接在芯片OP07 的負(fù)極性輸入端上，芯片OP07通過(guò)電阻R16形成采用電流數(shù)據(jù)輸出端，通過(guò)電阻R17構(gòu)成另一采用電流數(shù)據(jù)輸出端。

本實(shí)用新型有益效果是:1.通過(guò)本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)使得開(kāi)關(guān)電源硬件更加智能化，直接由模塊控制。2.通過(guò)顯示輸入和輸出的電流電壓情況，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電源的運(yùn)作。3.本實(shí)用新型通過(guò)按鍵數(shù)字化地設(shè)置預(yù)設(shè)輸出電壓，能得到精確的設(shè)定電壓。通過(guò)IR2104控制MOS，從而控制整個(gè)BUCK電路，從而增強(qiáng)開(kāi)關(guān)電源的轉(zhuǎn)換效率。

附圖說(shuō)明

下面對(duì)本說(shuō)明書附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明：

圖1是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式的控制模塊電路圖。

圖3是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式的負(fù)電源產(chǎn)生電路圖。

圖4是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式的輔助電源電路圖。

圖5是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式的BUCK主回路電路圖。

圖6是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式的按鍵電路圖。

圖7是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式的電流檢測(cè)電路圖。

圖8是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式的第一電壓檢測(cè)電路圖。

圖9是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式的第二電壓檢測(cè)電路圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。

本實(shí)用新型提供一種新型恒流開(kāi)關(guān)電源，如圖1所示，包括降壓穩(wěn)壓電路、控制模塊、按鍵電路、負(fù)電源產(chǎn)生電路、BUCK(降壓式變換電路)主回路和電壓電流檢測(cè)電路，分別輸入12V和30V電源通過(guò)電源輸入接口到整個(gè)系統(tǒng)中，連接到降壓穩(wěn)壓電路和BUCK主回路，降壓穩(wěn)壓電路連接控制模塊，按鍵電路連接控制模塊，控制模塊的輸出端通過(guò)BUCK主回路中的IR2104電路連接BUCK主回路，電壓電流檢測(cè)電路用來(lái)檢測(cè)BUCK主回路的輸入和輸出電壓電流信號(hào)發(fā)送到控制模塊，BUCK主回路上設(shè)有輸出端。

控制模塊采用芯片STC12C5A60S2，如圖2所示，U1的第4引腳(P13)與 U3(IR2104)的第三引腳連接，U1(STC12C5A60S2)的第5引腳(P14)與U3(IR2104) 的第二引腳連接，U3(IR2104)的第五、六、七引腳與BUCK主回路連接。控制模塊U1的第1、2、3、7引腳(P10、P11、P12、P16)與電壓電流檢測(cè)電路引腳連接，控制模塊U1的第20、21、22、23引腳(P20、P21、P22、P23)與按鍵模塊電路連接?？刂颇K中，優(yōu)選P10、P11、P12和P16為ADC引腳；P13和P14為 PWM引腳；P20、P21、P22和P23為普通IO口。

負(fù)電源產(chǎn)生電路由芯片ICL7660和電容C5、C6連接而成，如圖3所示，負(fù)電源產(chǎn)生電路為BUCK主回路中的U4(OP07)供給負(fù)電源，從而與VCC構(gòu)成+5V、 -5V雙電源為OP07雙極性運(yùn)算放大器供電。U2(ICL7660)為小功率極性反轉(zhuǎn)電源轉(zhuǎn)換器，U2的輸入端為8號(hào)引腳，輸出端為5號(hào)引腳，且5腳與U4的4號(hào)引腳相連，輸出端為5號(hào)引腳接有一端接地的電容C6，電容C5連接在2號(hào)和4號(hào)引腳之間。

新型恒流開(kāi)關(guān)電源還包括輔助電源電路，輔助電源電路由芯片LM7805、電容C3、電容C4和12V電源輸入接口SW1連接而成。如圖4所示，SW1為電路的12V電路輸入接口，輸入到LM7805的1號(hào)引腳，LM7805為三端穩(wěn)壓集成電路，可通過(guò)其3號(hào)引腳輸出+5V電壓，為整個(gè)系統(tǒng)提供+5V供電電壓。

BUCK主回路包括半橋驅(qū)動(dòng)芯片U3(IR2104)，電容，電阻，三極管Q1、Q2、 Q3、Q4，MOS管Q5、Q6，電感L1，二極管D1，電池充電接口SW3，30V電源輸入接口SW2，如圖5所示。兩個(gè)MOS管交替導(dǎo)通構(gòu)成同步整流電路，對(duì)輸出電壓同步整流。當(dāng)MOS管或者三級(jí)管導(dǎo)通很長(zhǎng)時(shí)間后，所有的元器件均處在一種理想狀態(tài)的情況下，此時(shí)電容的電壓會(huì)等于輸入的電壓。在這樣的條件下，我們使用 BUCK變換器的充電和放電這兩個(gè)階段來(lái)對(duì)這個(gè)電路進(jìn)行說(shuō)明：BUCK變換器的升壓過(guò)程便是電感能量?jī)?chǔ)存和釋放的過(guò)程。在充電的過(guò)程中，電感通過(guò)流過(guò)它自身的電流不斷儲(chǔ)存能量，在放電的過(guò)程時(shí)，假如電容容量足夠大，那電容的兩端就可以在放電的過(guò)程中保持一個(gè)持續(xù)不間斷的電流放電，假如這個(gè)通斷的過(guò)程不斷的被重復(fù)，那么就可以夠讓電容兩端的電壓低輸出的電壓，從而完成降壓的目的。控制模塊通過(guò)P13，P14端口發(fā)出PWM信號(hào)輸入到U3的2,3腳，從而控制IR2104，進(jìn)而控制整個(gè)BUCK主回路的工作。

按鍵電路包括四個(gè)非編碼式按鍵，響應(yīng)快，接口簡(jiǎn)潔，如圖6所示，分別與控制模塊U1的P20、P21、P22、P23腳相連，定義按鍵S2的功能為開(kāi)啟或關(guān)閉放電功能，按鍵S3的功能為控制電池充電或不充電，按鍵S4控制增大輸出電流，按鍵S5控制減小輸出電流。

電壓電流檢測(cè)電路包括電容C12、電阻R11、R12和R5、R6分別構(gòu)成的第一和第二兩個(gè)電壓檢測(cè)電路，以及U4(OP07)和電阻R17、R16、R15、R14電容C15,C14，電位器RW1共同組成的電流檢測(cè)電路。其中，P11和P16為電流檢測(cè)端，P10和 P12為電壓檢測(cè)端。電阻R14的一端接U4的正極性輸入端，另一端接BUCK主回路的電池接口SW3的1號(hào)引腳，電阻R15接U4的負(fù)極性輸入端，電容C14連接在電位器RW1的調(diào)節(jié)端和固定端之間，電位器RW1連接在U4的負(fù)極性輸入端上， U4通過(guò)電阻R16構(gòu)成采用電流數(shù)據(jù)輸出端，通過(guò)電阻R17構(gòu)成另一輸出采用電流數(shù)據(jù)端，如圖7所示。第一電壓檢測(cè)電路中電阻R11串聯(lián)電阻R12，電阻R12 連接電源，電容C12并聯(lián)在電阻R11兩端，電阻R11串聯(lián)電阻R12得接線端輸出采用電壓，如圖8所示。第二電壓檢測(cè)電路由串聯(lián)的電阻R5和R6組成，如圖9 所示。

對(duì)于電壓檢測(cè)，本電路中設(shè)計(jì)為電阻分壓式檢測(cè)方法，產(chǎn)生的電壓輸入到控制模塊U1的輸入端，而對(duì)于電流的檢測(cè)，本實(shí)用新型采用分壓電阻產(chǎn)生的電壓經(jīng)過(guò)由U4(OP07)組成的同相比例放大器放大后，輸入到控制模塊U1的輸入端，從而完成對(duì)電壓電流的采集，計(jì)算，得到電流電壓值。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，控制模塊內(nèi)部的10位ADC能通過(guò)電壓電流檢測(cè)電流實(shí)時(shí)反饋電流和電壓數(shù)值。并發(fā)出PWM脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)IR2104控制MOS同步整流電路，從而控制整個(gè)BUCK(降壓式變換)電路?？刂颇K調(diào)整輸出的PWM 的占空比，最終形成電流電壓閉環(huán)控制系統(tǒng)。電源電路為整個(gè)系統(tǒng)正常工作和控制模塊工作提供電源。通過(guò)按鍵電路控制輸出電流的運(yùn)行和大小。

上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。