智能64路输出单独可调程控电源的制作方法
1.本发明涉及程控电源，具体地说，涉及一种智能64路输出单独可调程控电源。
背景技术：
2.程控电源指通过外部上位机通过通信总线发送指令来设定输出电压、输出电流的稳压、稳流或稳压/稳流的电源。程控电源一般在其的内部含有单片机及外围控制芯片，这些单片机及芯片能够对整机电路起到控制作用。当电源的输出电压或电流需要控制的时候，这些单片机及控制芯片就可以对电压或电流起到调整的作用。为了保持线路稳定、通断正常，程控电源还设置有运放退耦电容，能够有效地防止电路振荡，保持电路稳定。
3.程控电源能够提供稳定的电压、恒定的电流。程控电源能够进行电压、电流等参数的测试和验证。程控电源能够实现微机控制，实现全自动、全程式的控制。程控电源是一种优秀的电子设备，能够实现64路单独操作，对所有的电压都实现程控设置，能够避免出现操作上的失误，对仪器本身也起到了一种维护与保养的作用。但是，现有的程控电源主要应用于标准程控电源市场，比于电流、电压、功率表的试验和检定等高端市场。
4.目前，军用和民用市场对多路信号电压可调的程控电源需求量比较大，特别是需要程控电源输出路数多、尺寸小、成本低、控制简单的程控电源。
技术实现要素：
5.本发明正是为了解决上述技术问题而设计的一种智能64路输出单独可调程控电源。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能64路输出单独可调程控电源，包括智能控制单元、电压调整单元、功率变换单元和信号还原单元；所述智能控制单元包括1片单片机和4个模拟开关芯片及外围器件；由单片机的7个io口来控制4个模拟开关芯片的32路输出；所述电压调整单元包括32个da芯片、运算放大器及外围器件；通过所述4个模拟开关芯片的32路输出分别控制32个da芯片的使能端，通过32个da芯片的64个通道来控制程控电源64路输出电压可调的功能；所述功率变换单元包括工频变压器、线性稳压器件及外围器件；通过工频变压器、再经过整流滤波后通过线性稳压器件变成为可调的直流稳压电源；所述信号还原单元包括信号隔离芯片及外围器件，通过信号隔离芯片将失真的spi信号还原。
7.所述智能64路输出单独可调程控电源，所述单片机u19的2、3、4管脚与4个模拟开关芯片u21、u22、u23、u24的3个选址管脚a2、a1、a0相连，实现地址编码控制；所述单片机u19的18、19、41、42管脚分别连接4个模拟开关芯片u21、u22、u23、u24的en管脚，实现对32个da芯片的使能控制，单片机u19的34管脚(swdin)、37管脚(swclk)分别与前16个da芯片的7管
脚(din)、6管脚(sclk)相连，实现spi通信控制，并且与信号隔离芯片u20的3管脚(via)、4管脚(vib)管脚、相连，实现对spi信号还原；信号隔离芯片u20的14管脚(voa)、13管脚(vob)分别与后16个da芯片的6管脚(sclk)、7管脚(din)相连，实现经过信号还原的spi通信控制。
8.所述智能64路输出单独可调程控电源，所述单片机u19是具有uart通信、spi通信和io控制功能的单片机，所述模拟开关芯片u21、u22、u23、u24是每个芯片具有4个引脚通过不同组合控制8个io的模拟开关芯片，所述的32个da芯片均是具有spi通信2通道电压输出的芯片，所述的信号隔离芯片u20是具有3出1进的隔离通信的芯片。
9.所述智能64路输出单独可调程控电源，所述功率变换单元是通过工频变压器将市电ac220v变成为低压ac36v，再经过整流滤波后通过线性稳压器件变成为可调的直流稳压电源，通过电压调整单元控制功率变换单元的各路输出控制端，程控调整输出电压。
10.所述智能64路输出单独可调程控电源，所述信号还原单元包括信号隔离芯片及外围器件；单片机输出的spi信号，在经过前16个da芯片及导线后出现信号失真的情况，通过信号隔离芯片将失真的spi 信号还原。
11.所述智能64路输出单独可调程控电源，所述单片机的型号为gd32f103cbt6。
12.所述智能64路输出单独可调程控电源，所述模拟开关芯片型号为adg508a。
13.所述智能64路输出单独可调程控电源，所述da芯片型号为dac8532。
14.所述智能64路输出单独可调程控电源，所述信号隔离芯片型号为adum1401。
15.本发明的工作原理是：每台电源共使用1个单片机，每个单片机使用7个io口来控制模拟开关芯片u1、u2、u3、u4，通过模拟开关芯片u1、u2、u3、u4再分别控制32个da芯片的使能端，每只da芯片有两个输出端，单片机通过spi总线与32个da芯片通讯控制da的输出电压，32个da芯片的64个通道电压，通过运算放大器分别与电源的每路输出电压比较后，使用光电耦合器进行电压调整，这样就实现了控制电源64路输出电压可调的功能。
16.本发明的有益效果是：智能64路输出单独可调程控电源使用简化的设计和最少的元器件实现基本单片机智能控制64路输出电压可调，可以降低成本，提高可靠性的同时，实现智能控制与程控输出电压可调，具有性能稳定、可靠性高、性价比高、环境适应能力强等特点。
附图说明
17.图1为本发明电路原理框图；图2-1为本发明智能控制单元电路原理图之一；图2-2为本发明智能控制单元电路原理图之二；图2-3为本发明智能控制单元电路原理图之三；图2-4为本发明智能控制单元电路原理图之四；图2-5为本发明智能控制单元电路原理图之五；图3-1为本发明电压调整单元部分电路原理图之一；图3-2为本发明电压调整单元部分电路原理图之二。
18.说明：智能控制单元电路原理图由图2-1、图2-2、图2-3、图2-4和图2-5组成；电压调整单元部分电路原理图由图3-1和图3-2组成。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
20.如图1所示，本发明一种智能64路输出单独可调程控电源，包括智能控制单元、电压调整单元、功率变换单元和信号还原单元；所述智能控制单元包括1片单片机和4个模拟开关芯片及外围器件；由单片机的7个io口来控制4个模拟开关芯片的32路输出；所述电压调整单元包括32个da芯片、运算放大器及外围器件；通过所述4个模拟开关芯片的32路输出分别控制32个da芯片的使能端，通过32个da芯片的64个通道来控制程控电源64路输出电压可调的功能；所述功率变换单元包括工频变压器、线性稳压器件及外围器件；通过工频变压器、再经过整流滤波后通过线性稳压器件变成为可调的直流稳压电源；所述信号还原单元包括信号隔离芯片及外围器件，通过信号隔离芯片将失真的spi信号还原。
21.如图2-1至2-5和3-1至3-2所示，所述智能64路输出单独可调程控电源，所述单片机u19的2、3、4管脚与4个模拟开关芯片u21、u22、u23、u24的3个选址管脚a2、a1、a0相连，实现地址编码控制；所述单片机u19的18、19、41、42管脚分别连接4个模拟开关芯片u21、u22、u23、u24的en管脚，实现对32个da芯片的使能控制，单片机u19的34管脚(swdin)、37管脚(swclk)分别与前16个da芯片的7管脚(din)、6管脚(sclk)相连，实现spi通信控制，并且与信号隔离芯片u20的3管脚(via)、4管脚(vib)管脚、相连，实现对spi信号还原；信号隔离芯片u20的14管脚(voa)、13管脚(vob)分别与后16个da芯片的6管脚(sclk)、7管脚(din)相连，实现经过信号还原的spi通信控制。
22.所述智能64路输出单独可调程控电源，所述单片机u19是具有uart通信、spi通信和io控制功能的单片机，所述模拟开关芯片u21、u22、u23、u24是每个芯片具有4个引脚通过不同组合控制8个io的模拟开关芯片，所述的32个da芯片均是具有spi通信2通道电压输出的芯片，所述的信号隔离芯片u20是具有3出1进的隔离通信的芯片。
23.所述智能64路输出单独可调程控电源，所述功率变换单元是通过工频变压器将市电ac220v变成为低压ac36v，再经过整流滤波后通过线性稳压器件变成为可调的直流稳压电源，通过电压调整单元控制功率变换单元的各路输出控制端，程控调整输出电压。
24.所述智能64路输出单独可调程控电源，所述信号还原单元包括信号隔离芯片及外围器件；单片机输出的spi信号，在经过前16个da芯片及导线后出现信号失真的情况，通过信号隔离芯片将失真的spi 信号还原。
25.所述智能64路输出单独可调程控电源，由智能控制单元、电压调整单元、功率变换单元和信号还原单元等组成；智能控制单元由1个单片机（型号为gd32f103cbt6）及4个模拟开关芯片（型号为adg508a）等组成。电压调整单元由32个da芯片（型号为dac8532）、运算放大器（型号为lm158）及外围器件等组成。功率变换单元由变压器及稳压器件等组成。信号还原单元由通信隔离芯片（型号为adum1401）及外围器件等组成。智能64路输出单独可调程控电源使用1个单片机对4个模拟开关芯片实现地址编码控制；所述单片机通过4个模拟开关芯片的en管脚，实现对32个da芯片的使能控制，单片机与前16个da芯片实现spi通信控制，并实现对spi信号还原。信号隔离芯片与后16个da芯片实现经过信号还原的spi通信控制。
每只da芯片有两个通道输出端，单片机通过spi总线与32个da芯片通讯控制da的64个通道电压，通过da电压与电源输出电压的比较来控制程控电源64路输出电压可调的功能。
26.本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下得出的其他任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种智能64路输出单独可调程控电源，其特征在于：包括智能控制单元、电压调整单元、功率变换单元和信号还原单元；所述智能控制单元包括1片单片机和4个模拟开关芯片及外围器件；由单片机的7个io口来控制4个模拟开关芯片的32路输出；所述电压调整单元包括32个da芯片、运算放大器及外围器件；通过所述4个模拟开关芯片的32路输出分别控制32个da芯片的使能端，通过32个da芯片的64个通道来控制程控电源64路输出电压可调的功能；所述功率变换单元包括工频变压器、线性稳压器件及外围器件；通过工频变压器、再经过整流滤波后通过线性稳压器件变成为可调的直流稳压电源；所述信号还原单元包括信号隔离芯片及外围器件，通过信号隔离芯片将失真的spi信号还原。2.根据权利要求1所述的智能64路输出单独可调程控电源，其特征在于：所述单片机u19的2、3、4管脚与4个模拟开关芯片u21、u22、u23、u24的3个选址管脚a2、a1、a0相连，实现地址编码控制；所述单片机u19的18、19、41、42管脚分别连接4个模拟开关芯片u21、u22、u23、u24的en管脚，实现对32个da芯片的使能控制，单片机u19的34管脚(swdin)、37管脚(swclk)分别与前16个da芯片的7管脚(din)、6管脚(sclk)相连，实现spi通信控制，并且与信号隔离芯片u20的3管脚(via)、4管脚(vib)管脚、相连，实现对spi信号还原；信号隔离芯片u20的14管脚(voa)、13管脚(vob)分别与后16个da芯片的6管脚(sclk)、7管脚(din)相连，实现经过信号还原的spi通信控制。3.根据权利要求2所述的智能64路输出单独可调程控电源，其特征在于：所述单片机u19是具有uart通信、spi通信和io控制功能的单片机，所述模拟开关芯片u21、u22、u23、u24是每个芯片具有4个引脚通过不同组合控制8个io的模拟开关芯片，所述的32个da芯片均是具有spi通信2通道电压输出的芯片，所述的信号隔离芯片u20是具有3出1进的隔离通信的芯片。4.根据权利要求1所述的智能64路输出单独可调程控电源，其特征在于：所述功率变换单元是通过工频变压器将市电ac220v变成为低压ac36v，再经过整流滤波后通过线性稳压器件变成为可调的直流稳压电源，通过电压调整单元控制功率变换单元的各路输出控制端，程控调整输出电压。5.根据权利要求1所述的智能64路输出单独可调程控电源，其特征在于：所述信号还原单元包括信号隔离芯片及外围器件；单片机输出的spi信号，在经过前16个da芯片及导线后出现信号失真的情况，通过信号隔离芯片将失真的spi信号还原。6.根据权利要求1-3之一所述的智能64路输出单独可调程控电源，其特征在于：所述单片机的型号为gd32f103cbt6。7.根据权利要求1-3之一所述的智能64路输出单独可调程控电源，其特征在于：所述模拟开关芯片型号为adg508a。8.根据权利要求1-3之一所述的智能64路输出单独可调程控电源，其特征在于：所述da芯片型号为dac8532。9.根据权利要求1或5所述的智能64路输出单独可调程控电源，其特征在于：所述信号隔离芯片型号为adum1401。
技术总结
本发明公开了一种智能64路输出单独可调程控电源，包括智能控制单元、电压调整单元、功率变换单元和信号还原单元；智能控制单元通过SPI总线发出信号，控制电压调整单元的DA输出电压，经过与电源输出电压采样的比较后，通过光电耦合器控制功率变换单元64路输出单独可调的功能。本发明的有益效果是：智能64路输出单独可调程控电源使用简化的设计和最少的元器件实现基本单片机智能控制64路输出电压可调，可以降低成本，提高可靠性的同时，实现智能控制与程控输出电压可调，具有性能稳定、可靠性高、性价比高、环境适应能力强等特点。环境适应能力强等特点。环境适应能力强等特点。
