[发明专利]一种程控直流电源模块

权利要求书

1.一种程控直流电源模块，其特征在于，包括：

一单片机最小系统；

一接口单元，所述接口单元包括三选一开关控制电路，连接至单片机最小系统的三个IO引脚，三个I/O引脚分别对应三种调压控制模式：电压调节模式、电阻调节模式、串口调节模式，低电平有效；

一输入控制信号采集电路，所述输入控制信号采集电路包括传感器电压采集电路、电阻值采集电路、串口采集电路，其中：

传感器电压采集电路中传感器输出的电压经过转换，得到单片机最小系统中ADC的输入电压范围电压，并输入到单片机最小系统中第一ADC的第一个通道；

电阻值采集电路中可调电位器使其输出一定范围内变化的电压到单片机最小系统中第一ADC的第二个通道；

串口采集电路输出连接至单片机最小系统的UART引脚，输入与上位机连接；

一数字电位器电压调节电路，所述数字电位器电压调节电路通过I²C总线连接至单片机最小系统；

一DC-DC电源拓扑电路，所述DC-DC电源拓扑电路采用降压型Buck斩波电路，降压型Buck斩波电路中的反馈回路的采样电阻采用所述的数字电位器电压调节电路中的数字电位器代替；

当接口单元选择了一种调压控制模式，使得单片机最小系统对应的IO引脚变成低电平，单片机最小系统工作在对应的调压控制模式：

在电压调节模式时，与传感器电压采集电路连接的单片机最小系统中第一ADC的第一个通道工作，得到传感器采样电压值，单片机最小系统根据传感器采样电压值在传感器采样电压值-数字电位器寄存器值对照表中查找到相应的数字电位器寄存器值，然后通过I²C总线将查找得到的数字电位器寄存器值写入数字电位器电压调节电路中的数字电位器寄存器中，从而设置数字电位器的阻值，DC-DC电源拓扑电路根据数字电位器的阻值输出相应的直流电压；

在电阻调节模式时，与电阻值采集电路连接的单片机最小系统中第一ADC的第二通道工作，得到电阻采样电压值，单片机最小系统根据电阻采样电压值在电阻采样电压值-数字电位器寄存器值对照表中查找到相应的数字电位器寄存器值，然后通过I²C总线将查找得到的数字电位器寄存器值写入数字电位器电压调节电路中的数字电位器寄存器中，从而设置数字电位器的阻值，DC-DC电源拓扑电路根据数字电位器的阻值输出相应的直流电压；

在串口调节模式，与串口采集电路连接的单片机最小系统的UART引脚有效，上位机输出数字电位器寄存器值到串口采集电路，再通过单片机最小系统的UART引脚送入到单片机最小系统中，单片机最小系统通过I²C总线将数字电位器寄存器值写入数字电位器电压调节电路中的数字电位器寄存器中，从而设置数字电位器的阻值，DC-DC电源拓扑电路根据数字电位器的阻值输出相应的直流电压；与此同时，单片机最小系统中第二ADC采集DC-DC电源拓扑电路输出的直流电压，根据输出直流电压与传感器采样电压值对应关系，将传感器采样电压值-数字电位器寄存器值对照表中对应传感器采样电压值对应的数字电位器寄存器值修改为上位机输出的数字电位器寄存器值，根据输出电压与电阻采样电压值对应关系，将电阻采样电压值-数字电位器寄存器值对照表中对应电阻采样电压值对应的数字电位器寄存器值修改为上位机输出的数字电位器寄存器值。

2.根据权利要求1所述的程控直流电源模块，其特征在于，还包括输出滤波电路以及供电及保护电路；

供电及保护电路外接直流输入电压，对直流输入电压进行滤波处理，同时供电及保护电路能对电源短路和负载电流过大做出保护，确保用电设备的安全；所述供电及保护电路作为DC-DC电源拓扑电路的输入，提供28V的电源；所述供电及保护电路还提供+3.3V电压输出连接所述单片机最小系统和数字电位器电压调节电路；

输出滤波电路包括由电感和电容构成π型滤波器，根据实际电路计算和调节相应电感电容参数，对程控直流电源模块输出的纹波进行处理，以满足设备的技术指标；所述输出滤波电路的输出端连接至外部输出，为外部设备提供电源。