阅读说明：本技术 一种可编程输出的电源模块 (Programmable output power module ) 是由 李科锋 周利红 罗玉奎 于 2019-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可编程输出的电源模块,包括控制单元、主电源电路、电池电源电路、直流电源,控制单元分别与主电源电路、电池电源电路、直流电源连接,直流电源分别与主电源电路、电池电源电路连接。直流电源用于对主电源电路、电池电源电路提供输出能量。电池电源包括电压跟随器,作为电池电源的输出与输入跟随。本申请通过输出数字设定值,再采集模拟输出量反馈,实现高精度闭环控制,提高了输出精度,降低了成本,减小了体积。(The invention discloses a programmable output power module which comprises a control unit, a main power circuit, a battery power circuit and a direct current power supply, wherein the control unit is respectively connected with the main power circuit, the battery power circuit and the direct current power supply, and the direct current power supply is respectively connected with the main power circuit and the battery power circuit. The direct current power supply is used for providing output energy for the main power supply circuit and the battery power supply circuit. The battery power supply includes a voltage follower as an output and input follower of the battery power supply. According to the method and the device, the digital set value is output, the feedback of the analog output quantity is acquired, the high-precision closed-loop control is realized, the output precision is improved, the cost is reduced, and the size is reduced.)

一种可编程输出的电源模块

技术领域

本发明涉及电池模块技术领域，尤其是涉及一种可编程输出的电源模块。

背景技术

目前，市场是常见的3C产品，如智能箱、手机、PAD、电子秤等，都需要给产品提供电源，并测试其电流，有锂电池的还需要测试产品充电功能。目前行业做法是使用标准的电池模拟器(仪器)接收来自 PC的指令输出需要的电压、电流等。但这种电池模拟器存在成本高、交货期长、体积过大、不便于设备小型化的问题。如何设计一个成本低、体积小、携带方便的电源模块，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可编程输出的电源模块，提供主电源电路和电池电源电路，既可用于提供可编程的电源，又可做为电池模拟器，降低了成本，减小了体积。

本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

一种可编程输出的电源模块，包括控制单元、主电源电路、电池电源电路、直流电源，所述直流电源用于将某一数值的直流输入电压转换为目标数值的直流输出电压，所述主电源电路用于提供直流输出，所述电池电源电路用于提供输出电流或用于从外部输入电流，所述控制单元用于输出控制信号，控制主电源电路、电池电源电路的工作状态，所述控制单元分别与主电源电路、电池电源电路、直流电源连接，所述直流电源分别与主电源电路、电池电源电路连接。

本发明进一步设置为：所述主电源电路包括第一电流采样电路、第一电压采样电路、第一模数转换电路、第一误差放大电路、第一数模转换电路，所述第一电流采样电路连接在直流电源的输出端，第一电流采样电路、第一电压采样电路的输出端分别与第一模数转换电路的输入端连接，第一模数转换电路的输出端与控制单元的输入端连接，用于将采样电压与采样电流转换为数字信号，并传输给控制单元，所述第一误差放大电路与第一数模转换电路的输出端、第一电压采样电路的输出端连接，用于将基准电压值与采样电压进行比较，输出第一误差控制信号给直流电源，控制直流电源的输出，第一数模转换电路用于将控制电路输出的基准电压数字信号转换为模拟基准电压值。

本发明进一步设置为：所述主电源电路还包括第一过压检测电路，所述第一数模转换电路的输入端与控制单元的输出端连接，用于将控制单元输出的第一电压设定值转换成模拟信号，所述第一过压检测电路的输入与第一电压采样电路、第一数模转换电路的输出端连接，用于将第一采样电压与第一电压设定值进行比较，当第一采样电压大于等于第一电压设定值时，输出电压中断信号给控制单元。

本发明进一步设置为：所述主电源电路还包括第一过流检测电路，所述第一数模转换电路的输入端与控制单元的输出端连接，用于将控制单元输出的第一电流设定值转换成模拟信号，所述第一过流检测电路的输入与第一电流采样电路、第一数模转换电路的输出端连接，用于将第一采样电流与第一电流设定值进行比较，当第一采样电流大于等于第一电流设定值时，输出电流中断信号给控制单元。

本发明进一步设置为：所述电池电源电路包括第二电流采样电路、第二电压采样电路、第二模数转换电路、第二误差放大电路、第二数模转换电路、电压跟随电路、求和电路，所述电压跟随电路的电源端连接直流电源的输出端，其输入端连接第二数模转换电路的输出端，其输出端连接第二电流采样电路，用于输出电压基准值，或在输出端电压大于输出电压基准值时流入电流；第二数模转换电路的输入端连接控制单元的输出，用于将控制单元输出的数字基准值转换为模拟值；所述求和电路用于将第二数模转换电路输出的输出电压基准值与一设定值叠加，得到第二电压基准值，并输出给第二误差放大电路；所述第二电流采样电路连接在电压跟随电路的输出端，第二电流采样电路、第二电压采样电路的输出端分别与第二模数转换电路的输入端连接，第二模数转换电路的输出端与控制单元的输入端连接，用于将用采样电压与采样电流转换为数字信号，并传输给控制单元；第二误差放大电路根据第二电压基准值、采样电压值，输出第二误差控制信号给直流电源，控制直流电源的输出。

本发明进一步设置为：所述电池电源电路还包括第二过压检测电路，所述第二数模转换电路的输入端与控制单元的输出端连接，用于将控制单元输出的第二电压设定值转换成模拟信号，所述第二过压检测电路的输入与第二电压采样电路、第二数模转换电路的输出端连接，用于将第二采样电压与第二电压设定值进行比较，当第二采样电压大于等于第二电压设定值时，输出电压中断信号给控制单元。

本发明进一步设置为：所述电池电源电路还包括第二过流检测电路，所述第二数模转换电路的输入端与控制单元的输出端连接，用于将控制单元输出的第二电流设定值转换成模拟信号，所述第二过流检测电路的输入与第二电流采样电路、第二数模转换电路的输出端连接，用于将第二采样电流与第二电流设定值进行比较，当第二采样电流大于等于第二电流设定值时，输出电流中断信号给控制单元。

本发明进一步设置为：所述第二过流检测电路包括比较电路、正负电流基准转换电路，所述正负电流基准转换电路的输出端与比较电路的输入端连接，用于根据输出电流或输入电流的不同，分别提供不同的基准电流值与第二采样电流进行比较，输出电流中断信号。

本发明进一步设置为：所述电源模块还包括多路开关电路，用于将不同数值的模拟值分别传输给模数转换电路。

本发明进一步设置为：所述电压跟随电路包括功率运放电路，功率运放的电源端连接直流电源的输出端，功率运放的一个输入端连接第二数模转换电路的一个输出端，其另一个输入端连接输出端，实现电池电源的输出控制，同时功率运放又做为电池电源的输入负载。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：

1.本申请通过输出数字设定值，再采集模拟输出量反馈，实现高精度闭环控制，提高了输出精度；

2.进一步地，本申请通过功率运放进行输入电流的吸收，实现了模板电池功能；

3.进一步地，本申请通过功率运放的电压跟随电路，实现了电源输出功能，从而完成了模拟电池的功能。

附图说明

图1是本发明的一个具体实施例的结构示意图。

图2是本发明的一个具体实施例的主电源电路结构示意图。

图3是本发明的一个具体实施例的电池电源电路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明的一种可编程输出的电源模块，如图1所示，包括控制单元、主电源电路、电池电源电路、直流电源，控制单元分别与主电源电路、电池电源电路、直流电源连接，直流电源分别与主电源电路、电池电源电路连接。直流电源用于对主电源电路、电池电源电路提供输出能量。

直流电源用于将一固定数值的直流输入电压转换为目标数值的直流输出电压，目标数值由控制电路给出，经过反馈后得到精准的输出。主电源电路用于提供直流输出，电池电源电路用于提供输出电流或用于从外部输入电流，完成模拟电池功能，控制单元用于输出控制信号及设定值，控制主电源电路、电池电源电路的工作状态，实现可编程输出与输入。

在本申请的一个具体实施例中，如图2所示，主电源电路包括电流采样电路1、电压采样电路1、模数转换电路1、误差放大电路1、数模转换电路1，电流采样电路1连接在直流电源的输出端，用于对直流电源的输出进行采样，此时直流电源的输出作为主电源的输出。电流采样电路1的输出端、电压采样电路1的输出端分别与模数转换电路1的输入端连接，模数转换电路1的输出端与控制单元的输入端连接，用于将采样电压与采样电流转换为数字信号，并传输给控制单元，控制单元将采样电压与采样电流上传给上位机。

误差放大电路1的输入端与数模转换电路1的输出端、电压采样电路1的输出端连接，用于将基准电压值与采样电压进行比较，输出第一误差控制信号给直流电源，控制直流电源的输出，数模转换电路 1用于将控制电路输出的基准电压数字信号转换为模拟基准电压值，输入误差放大电路1的输入端。

主电源电路还包括过压检测电路1，数模转换电路1的输入端与控制单元的输出端连接，用于将控制单元输出的数字信号的第一电压设定值转换成模拟信号的第一电压设定值，过压检测电路1的输入与电压采样电路1、数模转换电路1的输出端连接，用于将采样电压与第一电压设定值进行比较，当采样电压大于等于第一电压设定值时，输出电压中断信号给控制单元，控制单元输出控制信号控制直流电源的输出。

主电源电路还包括过流检测电路1，数模转换电路1的输入端与控制单元的输出端连接，用于将控制单元输出的数字信号的第一电流设定值转换成模拟信号的第一电流设定值，过流检测电路1的输入与电流采样电路1、数模转换电路1的输出端连接，用于将采样电流与第一电流设定值进行比较，当采样电流大于等于第一电流设定值时，输出电流中断信号给控制单元。

在本申请的一个具体实施例中，如图3所示，电池电源电路包括电流采样电路2、电压采样电路2、模数转换电路2、误差放大电路2、数模转换电路2、电压跟随电路、求和电路，电压跟随电路的电源端连接直流电源的输出端，其输入端连接数模转换电路2的输出端，其输出端连接电流采样电路2，用于输出电压基准值，此时，电压跟随电路的输出端为电池电源的输出端，实现电池的模拟输出功能。

数模转换电路2的输入端连接控制单元的输出，用于将控制单元输出的数字基准值转换为模拟基准值；求和电路用于将数模转换电路 2输出的输出电压基准值与一设定值进行叠加，得到第二电压基准值，并输出给误差放大电路2，即误差放大电路2的基准电压大于输出电压基准值；电流采样电路2连接在电压跟随电路的输出端，电流采样电路2、电压采样电路2的输出端分别与模数转换电路2的输入端连接，模数转换电路2的输出端与控制单元的输入端连接，用于将用采样电压或采样电流的模拟量转换为数字信号，并传输给控制单元；误差放大电路2根据第二电压基准值、采样电压值，输出第二误差控制信号给直流电源，控制直流电源的输出，使直流电源的输出满足需要。

当在电压跟随电路的输出端施加的电压大于输出电压基准值时，电压跟随电路作为外加电源的负载，实现电池充电的功能模拟，

电池电源电路还包括过压检测电路2，数模转换电路2的输入端与控制单元的输出端连接，用于将控制单元输出的数字信号的第二电压设定值转换成模拟信号的第二电压设定值，过压检测电路2的输入与电压采样电路2、数模转换电路2的输出端连接，用于将电池电源的采样电压与第二电压设定值进行比较，当采样电压大于等于第二电压设定值时，输出电压中断信号给控制单元。

电池电源电路还包括过流检测电路2，数模转换电路2的输入端与控制单元的输出端连接，用于将控制单元输出的数字信号的第二电流设定值转换成模拟信号的第二电流设定值，过流检测电路2的输入与电流采样电路2、数模转换电路2的输出端连接，用于将电池电源的采样电流与第二电流设定值进行比较，当采样电流大于等于第二电流设定值时，输出电流中断信号给控制单元。

在本申请的一个具体实施例中，电压跟随电路包括功率运放电路，功率运放的电源端连接直流电源的输出端，功率运放的一个输入端连接数模转换电路2的一个输出端，其另一个输入端连接输出端，组成电压跟随电路，其输出受控制电路控制，实现电池电源的输出控制，同时功率运放又做为电池电源的输入负载，实现了电池的功能模拟。

在本申请的一个具体实施例中，过流检测电路2包括比较电路、正负电流基准转换电路，正负电流基准转换电路的输出端与比较电路的输入端连接，用于根据输出电流或输入电流的不同，分别提供不同的基准电流值与第二采样电流进行比较，输出电流中断信号。

在本申请的一个具体实施例中，电源模块还包括多路开关电路，用于将不同数值的模拟值分别传输给模数转换电路。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。