[发明专利]一种精密数字电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种精密数字电源，属于电源设备技术领域。

背景技术

精密数字电源是一种直流电源，通常用于科学实验和精密仪器的调试。该电源设备稳定度高，噪声小，单位时间内漂移小，是一种精密的电源设备。

现有精密数字电源的电路结构通常如图4所示，其包括MCU控制电路、DAC参考电压输出电路、模拟输出电路，ADC检测电路、MCU控制电路。其中，MCU控制电路一般还连接有键盘控制电路和屏幕显示电路。用户通过键盘控制电路、屏幕显示电路设定电源所要输出的电压电流。MCU控制电路处理键盘控制电路所提交的数据，控制DAC参考电压输出电路，为模拟输出电路提供相应的参考控制电压。ADC检测电路将模拟输出电路所输出的电压、电流等信息进行模数转换处理后送给MCU控制电路，MCU控制电路将其数据进行相应的处理后送给屏幕显示电路显示。

除了上述基本结构外，精密数字电源为了建立与外部设备的通信，实现对电源设备的远程编程控制或监测。MCU控制电路往往还会连接有通信接口控制电路。为了避免来自外部设备或者工频的干扰，通常在MCU控制电路和通信接口控制电路之间往往还串联有一个数字隔离电路。这种数字隔离电路通常是由建立在MCU控制电路和通信接口控制电路之间的电磁耦合器件构成的。众所周知，这种数字隔离电路仅适用于总线数目少的串行通信方式。并且，由于这种数字隔离电路的通信速度较慢，往往会影响数据吞吐能力。然而与之相矛盾的是，随着精密数字电源技术的不断进步，其所需要的接口数量也随之增加。如在具有较多接口的情况下，采用上述隔离方法进行隔离会造成硬件资源上的极大浪费。这一问题极大的限制了精密数字电源的发展。

发明内容

本发明的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种精密数字电源。

本发明的发明目的是通过下述技术方案予以实现的：

一种精密数字电源，其特征在于：该精密数字电源由数字控制部分、数字隔离电路和模拟输出控制部分构成；

所述数字控制部分包括第一控制器、外围接口、键盘控制电路和屏幕显示电路；所述第一控制器为该数字控制部分的核心控制部件，用以对整个数字控制部分中的各个部件进行控制；所述外围接口、键盘控制电路和屏幕显示电路分别与该第一控制器相连接；

所述模拟输出控制部分包括第二控制器、DAC参考电压输出电路、ADC检测电路和模拟输出电路；所述第二控制器为该模拟输出控制部分的核心控制部件，用以对整个模拟输出控制部分中的各个部件进行控制；该第二控制器一路通过所述DAC参考电压输出电路与模拟输出电路相连；该第二控制器另一路通过所述ADC检测电路115与模拟输出电路相连；所述模拟输出电路还通过一路直接与该第二控制器相连；

所述第一控制器和第二控制器通过所述数字隔离电路实现数据交互。

所述模拟输出电路具有至少两路输出通道；在所述DAC参考电压输出电路与模拟输出电路之间串联有DAC选择开关电路；在所述ADC检测电路与模拟输出电路之间串联有ADC选择开关电路。

在所述模拟输出电路中的至少一路输出通道的输入前端还串联有一个通道隔离电路，用以实现该通道与其他输出通道间的电路隔离。

所述通道隔离电路为由数字光耦和线性光耦所组成的隔离电路。

在所述DAC选择开关电路与模拟输出电路之间还设有缓冲器电路。

所述第二控制器采用的是FPGA处理器。

所述数字隔离器采用的是ADI的ADum1301数字隔离器。

所述数字隔离器采用两端独立供电的方式对其进行供电。

所述第一控制器采用DSP处理器或MCU处理器。

本发明的有益效果是：该精密数字电源通过主从式处理器架构将电源电路中的数字部分和模拟部分相分离，并在数字、模拟部分之间设置隔离电路，既满足电源对数字和模拟部分进行电路隔离的要求，又满足外围接口对数据流处理能力的要求，提供了一种数据处理能力强且具有良好抗干扰性的精密数字电源。

附图说明

图1为精密数字电源的电路结构图；

图2为精密数字电源第二实施例电路图；

图3为精密数字电源第三实施例电路图；

图4为现有精密数字电源的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

如前所述，本发明主要的设计思想是采用主从式处理器架构将电源电路中的数字部分和模拟部分相分离，并通过隔离电路进行隔离，从而提高电源系统整体抗干扰性和安全性。