[实用新型]一种教学用变频电源

说明书

技术领域

本实用新型属于电源实验技术领域，特别涉及一种教学用多用途变频电源。

背景技术

实验是物理教学的内容、方法和手段，学生通过观看实验现象，理解实验原理，更好地掌握物理规律和科学知识。中学物理选修教材3-2中，有一章节讲述电感和电容对交变电流的影响，在讲到电感对交变电流的阻碍作用时，用一组实验对比证明，在直流电路中，当电压一定时，影响电流强弱的是电阻，但在交流电路中，电感对交变电流是有阻碍作用的，阻碍作用的大小用感抗来表示，实验和理论分析都表明，线圈的自感系数越大，交流的频率越高，电感对交流的阻碍作用就越大，也就是说，线圈的感抗就越大。交流的频率越高，电感对交流的阻碍作用就越大没有用实验来证明。现有中学物理教学仪器目录中没有相应仪器设备，而市场上有许多高档、价格昂贵的变频电源，但没有一款适合中学物理教学的变频电源。

为此，发明人利用当今科技发展的新技术新材料，改变传统相关实验，精心设计制作了一款小巧、价廉、便携变频多用途电源，利用这套装置，能够有效的弥补实验中的不足之处，特别是能够演示改变频率后电感和电容对交变电流的影响，提高物理教学效果。

发明内容

发明目的：克服现有物理教学电源的缺陷，填补中学物理教学变频电源空白，设计一款小巧、价廉、便携变频多用途电源，提高物理教学效果。

技术方案：一种教学用变频电源，包括电源控制电路模块101、可改变频率的多种信号发生电路模块102、信号放大电路模块103、直流电压连续可调电路模块104，所述电源控制电路模块101控制整个变频电源的开关以及过载保护；所述可改变频率的多种信号发生电路模块102与信号放大电路模块103连接；所述直流电压连续可调电路模块104提供连续可调直流输出电压。

所述电源控制电路模块101包括开键ON、关键OFF，两个干簧管J₁、J₂，两组线圈L₁、L₂和两个三极管T₁、T₂以及电阻、电容，组成一个过载保护电路；当开键ON按下，电源接通，继电器工作，常开触点闭合(自锁)，当松开开键ON时电路仍然正常工作；本电源设计输出电流2A，当电流超过2A时，流过线 圈的电流所产生的磁场将干簧管J₁或J₂闭合导通，导致三极管T₁，T₂导通，从而继电器两端短路，停止工作，常开触点分离，电源断开从而达到自动保护电源的目的；当按下关键OFF时，电源关闭；

所述可改变频率的多种信号发生电路模块102，包括稳压器IC₂、单片函数发生器IC₃、电阻、电容以及第二精密电位器RP₂；所述稳压器IC₂主要是为单片函数发生器IC₃提供稳定的电压，减少频率的漂移；所述单片函数发生器IC₃是一个只要少量外围元器件就能产生高精度正弦波，三角波，方波，锯齿波和脉冲波的单片集成电路，它有两种工作方式，即输出函数信号的频率调节电压可以由内部提供，也可以由外部供给；在由外部供给时，通过10KΩ的第二精密电位器RP₂及外围元器件，可以控制输入端8的电压调节范围由2/3Vcc到Vcc，从而达到改变频率目的；由输出端2、3、9分别输出频率可以连续可调的正弦波，三角波，方波信号；

所述信号放大电路模块103，与所述可改变频率的多种信号发生电路模块102连接，包括集成电路板IC₄、第五精密电位器RP₅；将从所述可改变频率的多种信号发生电路模块102获得的变频信号(正弦波)输入到集成电路板IC₄中进行功率放大，输出电压的大小是由输入信号的强弱决定的，也就是说只要改变所述第五精密电位器RP₅和所述第二精密电位器RP₂的大小就可以获得大小频率高低连续可调的输出电压了；该电路设计的输出电压为交流0-30V，电流2A，频率1-10KHz；