用于调控电源的电路、电源以及加药系统的制作方法

1.本实用新型一般地涉及电源技术领域。更具体地，本实用新型涉及一种用于调控电源的电路、电源和加药系统。


背景技术：

2.本部分旨在为权利要求书中陈述的本实用新型的实施方式提供背景或上下文。此处的描述可包括可以探究的概念，但不一定是之前已经想到或者已经探究的概念。因此，除非在此指出，否则在本部分中描述的内容对于本技术的说明书和权利要求书而言不是现有技术，并且并不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
3.随着自动化技术的快速发展，其所涉及的用电设备的类型和功能也更加多样化和复杂化。例如，随着自动化加药系统的智能化程度的提升，其使用到的用电设备也在不断增多。为了保证系统中各用电设备的正常运行，系统中的电源需要有较高的电压精度。然而，相关技术中的电源电路多数仅依靠一稳压器来进行稳压调控。这种电路设计不仅对稳压器规格要求较高、且无法实现对电源输出电压的精准调控，使得输出电压容易出现较大电压波动。这样的电压波动不仅会对用电设备产生较大干扰，甚至会造成一些精密设备的损坏，从而严重影响系统的整体性能。


技术实现要素：

4.为了至少解决上述背景技术部分所描述的技术问题，本实用新型提出了一种用于调控电源的电路。该电路中的稳压器件可以通过电压采样电路采样到的电源输出电压来生成调控信号，进而由电压调控电路根据调控信号来对电源的输出电压进行精准调控。由此，本实用新型的方案可以避免输出电压出现较大电压波动，有效降低对用电设备的干扰，从而确保用电设备的安全运行，并且提升系统的整体性能。鉴于此，本实用新型在如下的多个方面提供解决方案。
5.本实用新型的第一方面提供了一种用于调控电源的电路，包括：电压采样电路，其用于对所述电源的输出端的电压进行采样并输出；稳压器件，其与所述电压采样电路连接，并且用于接收所述电压采样电路采样到的电压，以根据所述采样到的电压输出不同的调控信号；以及电压调控电路，其分别连接至所述稳压器件和所述电源的输出端，并且用于接收所述稳压器件输出的所述调控信号，以根据所述调控信号调控所述电源的输出端的电压。
6.在一个实施例中，其中所述电压调控电路包括第一电阻器和扩流器件，所述第一电阻器的一端和所述扩流器件的第一端连接至所述电源的输入端，所述第一电阻器的另一端和所述扩流器件的第二端连接至所述稳压器件，以及所述扩流器件的第三端连接至所述电源的输出端。
7.在一个实施例中，其中所述扩流器件包括三极管，所述三极管的集电极为所述扩流器件的第一端，所述三极管的基极为所述扩流器件的第二端，以及所述三极管的发射极为所述扩流器件的第三端。
8.在一个实施例中，其中所述扩流器件包括场效应管，所述场效应管的漏极为所述扩流器件的第一端，所述场效应管的栅极为所述扩流器件的第二端，以及所述场效应管的源极为所述扩流器件的第三端。
9.在一个实施例中，其中所述稳压器件包括稳压源。
10.在一个实施例中，其中所述电压采样电路包括第二电阻器和第三电阻器，所述第二电阻器的一端连接至所述电源的输出端，所述第二电阻器的另一端分别连接至所述稳压器件和所述第三电阻器的一端，以及所述第三电阻器的另一端接地。
11.在一个实施例中，其中所述第二电阻器和所述第三电阻器包括滑动电阻器。
12.在一个实施例中，还包括：滤波电路，其与所述电源的输出端连接，并且用于对所述电源的输出端的电压进行滤波。
13.本实用新型的第二方面提供了一种电源，包括：如前述以及在下文多个实施例中所述的用于调控电源的电路，其用于对所述电源进行稳压和扩流调控。
14.本实用新型的第三方面提供了一种加药系统，包括：如前述以及在下文多个实施例中所述的电源，其用于对所述加药系统中的用电设备供电。
15.利用本实用新型所提供的方案，可以实现对电源的输出电压的精准调控。具体地，该电路中的电压调控电路可以利用稳压器件输出的调控信号来实现对电源的输出电压的精准调控。在一些实施场景中，本实用新型的电压调控电路可以包括电阻器和扩流器件(例如三极管或场效应管)，而稳压器件可以包括稳压源。由此，本实用新型可以利用三极管或场效应管、稳压源、电阻器等低成本器件来构建用于调控电源的电路，以在保证精密度的同时，还兼具结构简单和成本低廉的优势。另外，通过设置滤波电路来对电源的输出电压进行滤波处理，本实用新型的方案可以进一步提高电源的输出电压的稳定性。
附图说明
16.通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
17.图1是示出根据本实用新型实施例的用于调控电源的电路的结构框图；以及
18.图2是示出根据本实用新型实施例的用于调控电源的电路的原理图。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
20.应当理解，本实用新型的权利要求、说明书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本实用新型的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
21.还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施方式的目的，而并不意在限定本实用新型。如在本实用新型说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本实用新型说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
22.下面结合附图来详细描述本实用新型的具体实施方式。
23.图1是示出根据本实用新型实施例的用于调控电源的电路100的结构框图。
24.如图1所示，用于调控电源的电路100可以包括电压采样电路101、稳压器件102和电压调控电路103。前述的电源可以包括电源的输入端(即图1所示的ui)和电源的输出端(即图1所示的uo)。其中，前述的电压采样电路101可以用于对该电源的输出端的电压进行采样并输出。在一个实施例中，前述的电压采样电路101可以采用电阻分压采样电路来进行电压的采样。进一步，前述的稳压器件102可以与前述的电压采样电路101连接，其中该稳压器件102可以用于接收前述的电压采样电路101采样到的电压，并且可以根据前述采样到电压输出调控信号。
25.在一个实施场景中，前述的稳压器件102可以包括稳压源。在该场景下，可优选精度高、价格低廉的可控精密稳压源。例如，可以选用tl431稳压源作为稳压器件。可以理解的是，这里的tl431稳压源仅是示例性说明，本实用新型并不对稳压器件的具体类别和型号进行限定。接着，前述的电压调控电路103可以分别连接至前述的稳压器件102和前述的电源的输出端，该电压调控电路103可以用于接收前述的稳压器件102输出的调控信号，并且可以根据前述的调控信号来调控前述电源的输出端的电压，以实现对电源的输出电压的精准调控。
26.在一个实施例中，前述的电路100还可以包括滤波电路104。该滤波电路104可以与前述的电源的输出端连接，其可以用于对前述的电源的输出端的电压进行滤波，以进一步提高电源的输出电压的稳定性。在一个实施例中，前述的滤波电路104可以采用电容滤波电路。
27.图2是示出根据本实用新型实施例的用于调控电源的电路200的进一步具体化的原理图。这里需要指出的是，图2中的电路200可以理解为图1中的电路100的一种示例性的实现方式，其中图2中虚框的标号对应于图1中的标号。因此，结合图1所描述的电路100的细节也同样适用于图2中的电路200的描述并且下文不再赘述。
28.如图2所示，用于调控电源的电路200包括电压采样电路101、稳压器件102、电压调控电路103以及滤波电路104。其中，前述的电压采样电路101可以包括第二电阻器(即图2所示的r2)和第三电阻器(即图2所示的r3)，前述的稳压器件102可以包括稳压源(即图2所示的ic1)，前述的电压调控电路103可以包括第一电阻器(即图2所示的r1)和扩流器件(即图2所示的q1)，以及前述的滤波电路104可以包括第一电容(即图2所示的c1)和第二电容(即图2所示的c2)。
29.在一个实施例中，上述电路200中的各个电子器件之间的电气连接关系可以示例性的具有如下的连接关系。具体来说，第一电阻器r1的一端和扩流器件q1的第一端可以连接至电源的输入端ui，第一电阻器r1的另一端和扩流器件q1的第二端连接至稳压器件ic1的阴极(即图2示出的k极)，以及扩流器件q1的第三端连接至电源的输出端uo。第二电阻器
r2的一端连接至电源的输出端uo，第二电阻器r2的另一端分别连接至稳压器件ic1的参考极(即图2示出的r极)和第三电阻器r3的一端，以及第三电阻器r3的另一端和稳压器件ic1的阳极均接地(即图2示出的gnd)。第一电容c1的一端和第二电容c2的一端连接至电源的输出端uo，第一电容c1的另一端和第二电容c2的另一端连接至接地端gnd。
30.在一个实施场景中，上述的扩流器件q1可以包括三极管或场效应管。在该场景下，前述的三极管的集电极或场效应管的漏极可以作为上述扩流器件q1的第一端，前述的三极管的基极或场效应管的栅极可以作为上述扩流器件q1的第二端，以及前述的三极管的发射极或场效应管的源极可以作为上述扩流器件q1的第三端。可以理解的是，这里的三级管或场效应管的应用仅仅是示例性的说明，本实用新型并不对扩流器件的类型进行限定。
31.为了便于本领域技术人员能够更好地理解本实用新型的结构和原理，下面将以三极管作为扩流器件为例，并结合图2按照本实用新型的电路在工作过程中信号的流向对该电路的工作流程进行描述。
32.在电源的输入端ui接通(例如通过操作人员手动或通过软件程序来接通)电源后，电流可以经第一电阻器r1至稳压源ic1的k极、a极完成回流，以对稳压源ic1进行分压限流保护，使得稳压源ic1处于可靠的电压范围和电流范围内。另外，电流还可以经第一电阻器r1和三极管q1的b极流入e极，再由e极流出，此时三极管q1导通并开始工作。接着，在三极管q1导通后，电流流入三极管q1的c极、并由e极流出。此时电源的输出端电压uo》0v，经第二电阻器r2和第三电阻器r3分压后，稳压源ic1将其参考极r处的电压ur3与其内置基准源uref进行比较。在判定u
r3
《uref时，稳压源ic1的内部电流会减小并输出调控信号，以对流经三极管q1的b极的电流i
be
进行调控，使其增大。基于三极管的放大原理，三极管q1的电流i
ce
会增大，电源的输出端电压uo随之升高。随着uo的升高，ur3也随之升高，使得uref和ur3之间的差值逐渐减小。此时稳压源ic1的拉电流能力增强并输出调控信号，以对电流ibe进行调控，使其减小。此时uo的增速随之减小，直至ur3＝uref，uo达到稳压值，整个电路进入稳定状态。由此，整个电路实现了对电源输出电压的精准调控。另外电路由电阻器、稳压源、三极管以及电容构成，所涉及的电子器件也都是常规及价格低廉的器件，使得整个电路还兼具结构简单、成本低廉的优势。
33.在一个实施场景中，前述的用于调控电源的电路可以应用于自动化系统的电源中，特别是自动化的加药系统，以实现对加药系统中的电源进行稳压和扩流调控。如前所述，随着现有的加药系统所涉及的用电设备的增多，传统电源中的稳压电路设计因调控精度不高和输出功率偏低而无法确保用电设备的正常运行。为此，本实用新型通过上述的用于调控电源的电路来实现对电源输出电压的精准调控(包括对输出电压进行放大)，以有效提高整个电路的输出功率，从而也提高了输出的负载能力。
34.如本领域技术人员所知，上述的加药系统可以包括各类子系统，例如设备控制子系统、信号采集子系统和高速通信子系统等。进一步，这些子系统的实现涉及到微控制器、微处理器、比较器和精密的模数/数模转换设备等。当对前述各个设备进行供电时，其供电电源可以包括dc-dc电路。在该场景下，本实用新型的用于调控电源的电路可以直接连接至该dc-dc电路的输出端。为了更好与dc-dc电路适配以实现调控，可以对本实用新型的调控电源的电路进行适应性调整。例如，可以调整电阻器r2和r3的电阻值来设定所需的输出电压，和/或根据输入电压来选用具有不同耐压值的扩流器件。
35.可以理解的是，这里的电阻器r2、r3和扩流器件的规格可以根据不同应用场景进行调整。例如，本实用新型中的电阻器r2和/或r3可以是具有固定电阻值的电阻器，其在实际应用中可以根据电源的输入端电压来选用相应阻值的电阻器。替代地，这里的电阻器r2和/或r3还可以是滑动电阻器，其在实际应用中可以根据电源的输入端电压来滑动调整至所需的电阻值。本实用新型通过对前述的电阻器和扩流器件的调整来接入一定范围的输入电压，从而可以得到稳定且波纹较小的电压输出。例如，根据不同使用场景可以选择接入2.5v-37v的输入电压，由此实现3.5v-36v的电压输出。可以看出，本实用新型的方案可以获得良好的电压稳定性和较小的电压纹波，并且以简化的电路达到高精度和低成本的电源设计要求。
36.虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施方式，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施方式是仅以示例的方式提供的。本领域技术人员在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解在实践本实用新型的过程中，可以采用本文所描述的本实用新型实施方式的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。