一种基于嵌入式系统的高精度数字电源系统的制作方法

1.本发明涉及数字电源技术，具体涉及一种基于嵌入式系统的高精度数字电源系统。


背景技术：

2.所谓数字化电源的本质在于电源对输出电流/电压的pwm调节是由数字芯片按照一定的数字控制方式和算法产生，这是数字电源的最本质特征，电源是将市电(交流电)转换为稳定直流电的装置，用于将其他形式的能转换成电能，用于各种电子设备，为计算机的所有部件提供电能，该电源电能的大小、电流及电压是否稳定，将直接影响计算机的工作性能和使用寿命，目前的电源只提供基本的电能输出，用户无法直接了解到电源的运行状态和参数，而测试人员也只能通过专门的仪器设备去检测，操作极不方便，为此，我们提出了一种基于嵌入式系统的高精度数字电源系统。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种基于嵌入式系统的高精度数字电源系统，以解决现有技术中的上述不足之处。
4.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于嵌入式系统的高精度数字电源系统，包括数字电源，所述数字电源包括电源运行参数采集单元、微处理器处理单元、通讯单元和上位机检测分析单元，所述电源运行参数采集单元包括输入检测模块、电源控制信号检测模块、输出检测模块、环境参数检测模块，所述电源运行参数采集单元的采集分为输入采集部分、控制信号采集部分和输出采集部分，其输入部分的采集使用计量芯片采集输入电流、输入电压和功率因数，控制信号采集使用微控制控制模块进行采集，并使用定时器采集电源的开关频率和脉冲宽度，输出部分同样使用微控制控制模块进行采集输出电压和输出电流。
5.进一步地，所述数字电源的输出端是由220v交流电源通过线路依次连接输入检测模块、电源控制信号检测模块、输出检测模块、环境参数检测模块的输入端。
6.进一步地，所述微处理器处理单元包括数据存储模块、微控制控制模块和数据波形显示模块，所述数据存储模块的输入端与微控制控制模块的输出端相连，所述微控制控制模块的输出端与数据波形显示模块的输入端相连接，所述数据波形显示模块进行数据处理、波形显示、人机交互。
7.进一步地，所述通讯单元包括通讯系统模块，所述通讯系统模块的输出端与微控制控制模块的输入端相连接，所述微控制控制模块的输出端与通讯系统模块的输入端相连接，所述通讯系统模块的传输分为无线传输和有线传输两种方式，通过无线传输和有线传输实现微处理器和上位机的数据传输。
8.进一步地，所述上位机检测分析单元包括计算机软件监测模块、信号滤波分析模块和电源运行判断模块，所述计算机软件监测测试模块的输出端分别与信号滤波分析模
块、电源运行判断模块、数据存储模块和数据波形显示模块的输入端相连接；
9.所述上位机检测分析单元接收微处理器处理单元传输的数据后，对数据进行处理，分析，显示数据和波形，为负载正常运行提供保障，也为电源的维修、维护提供参考数据，所述计算机软件监测模块通过对电源运行参数采集单元去噪滤波后并分析电源运行参数，实现对数字电源进行离线维护，当电源输出不稳定时做出警告，避免出现由于电源故障带来的损失，同时对电源内部运行参数进行检测，分析不同负载和不同输入电压同电源开关频率和脉冲宽度之间的相关性。
10.进一步地，所述输入检测模块、电源控制信号检测模块、输出检测模块、环境参数检测模块的输出端与微控制控制模块的输入端相连接。
11.进一步地，所述微处理器处理单元采集数字电源工作过程中各运行参数，由于微处理器处理单元需要进行数据的采集、传输、显示、保存等任务，且采集参数较多，因此微处理器处理单元采用ucos-ii系统进行任务调度和使用st-emwin进行人机交互；
12.所述电源控制信号检测模块对电源的输入输出实时检测，实现对小型数字电源的离线运行维护，避免出现电源故障对用电设备造成损失，通过电源控制信号检测模块对数字电源运行参数进行保存和处理，以及测量数字电源内部运行检测点，为分析数字电源控制规律采集数据，通过电源控制信号检测模块对数字电源运行过程中各运行参数的详细信息进行检测，为电源故障分析提供数据支撑，也便于研发人员进行数据分析，为设计具有更好稳态性能和动态性能的数字电源提供参考数据，所述微处理器处理单元采集数字电源工作过程中各运行参数。
13.进一步地，所述环境参数检测模块主要为电源运行条件提供参考，使用温湿度传感器实现对环境参数的采集。
14.与现有技术相比，本发明提供的一种基于嵌入式系统的高精度数字电源系统，该发明通过计算机软件监测模块对电源运行参数采集单元去噪滤波后，分析电源运行参数，实现对数字电源进行离线维护，当电源输出不稳定时做出警告，避免出现由于电源故障带来的损失，同时对电源内部运行参数进行检测，分析不同负载和不同输入电压同电源开关频率和脉冲宽度之间的相关性，同时通过电源控制信号检测模块对电源的输入输出实时检测，实现对小型数字电源的离线运行维护，避免出现电源故障对用电设备造成损失。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明实施例提供的整体系统单元框图；
17.图2为本发明实施例提供的整体模块框体。
具体实施方式
18.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
19.实施例一：
20.请参阅图1-2，一种基于嵌入式系统的高精度数字电源系统，包括数字电源，数字电源包括电源运行参数采集单元、微处理器处理单元、通讯单元和上位机检测分析单元，电源运行参数采集单元包括输入检测模块、电源控制信号检测模块、输出检测模块、环境参数检测模块，电源运行参数采集单元的采集分为输入采集部分、控制信号采集部分和输出采集部分，其输入部分的采集使用计量芯片采集输入电流、输入电压和功率因数，控制信号采集使用微控制控制模块进行采集，并使用定时器采集电源的开关频率和脉冲宽度，输出部分同样使用微控制控制模块进行采集输出电压和输出电流。
21.本发明中，数字电源的输出端是由220v交流电源通过线路依次连接输入检测模块、电源控制信号检测模块、输出检测模块、环境参数检测模块的输入端。
22.本发明中，微处理器处理单元包括数据存储模块、微控制控制模块和数据波形显示模块，数据存储模块的输入端与微控制控制模块的输出端相连，微控制控制模块的输出端与数据波形显示模块的输入端相连接，数据波形显示模块进行数据处理、波形显示、人机交互。
23.本发明中，通讯单元包括通讯系统模块，通讯系统模块的输出端与微控制控制模块的输入端相连接，微控制控制模块的输出端与通讯系统模块的输入端相连接，通讯系统模块的传输分为无线传输和有线传输两种方式，通过无线传输和有线传输实现微处理器和上位机的数据传输。
24.本发明中，上位机检测分析单元包括计算机软件监测模块、信号滤波分析模块和电源运行判断模块，计算机软件监测测试模块的输出端分别与信号滤波分析模块、电源运行判断模块、数据存储模块和数据波形显示模块的输入端相连接；
25.上位机检测分析单元接收微处理器处理单元传输的数据后，对数据进行处理，分析，显示数据和波形，为负载正常运行提供保障，也为电源的维修、维护提供参考数据，计算机软件监测模块通过对电源运行参数采集单元去噪滤波后并分析电源运行参数，实现对数字电源进行离线维护，当电源输出不稳定时做出警告，避免出现由于电源故障带来的损失，同时对电源内部运行参数进行检测，分析不同负载和不同输入电压同电源开关频率和脉冲宽度之间的相关性。
26.本发明中，输入检测模块、电源控制信号检测模块、输出检测模块、环境参数检测模块的输出端与微控制控制模块的输入端相连接。
27.本发明中，微处理器处理单元采集数字电源工作过程中各运行参数，由于微处理器处理单元需要进行数据的采集、传输、显示、保存等任务，且采集参数较多，因此微处理器处理单元采用ucos-ii系统进行任务调度和使用st-emwin进行人机交互；
28.电源控制信号检测模块对电源的输入输出实时检测，实现对小型数字电源的离线运行维护，避免出现电源故障对用电设备造成损失，通过电源控制信号检测模块对数字电源运行参数进行保存和处理，以及测量数字电源内部运行检测点，为分析数字电源控制规律采集数据，通过电源控制信号检测模块对数字电源运行过程中各运行参数的详细信息进行检测，为电源故障分析提供数据支撑，也便于研发人员进行数据分析，为设计具有更好稳态性能和动态性能的数字电源提供参考数据，微处理器处理单元采集数字电源工作过程中各运行参数。
29.本发明中，环境参数检测模块主要为电源运行条件提供参考，使用温湿度传感器
实现对环境参数的采集。
30.工作原理，使用时，电源运行参数采集单元通过输入检测模块、电源控制信号检测模块、输出检测模块和环境参数检测模块进行数据采集处理，同时通过微处理器处理单元对采集的数据信号进行微处理，同时输送给通讯单元，通过通讯单元输送给上位机检测分析单元进行检测分析处理，上位机检测分析单元通过计算机软件检测模块将数据信号同时输送给信号、电源运行判断模块进行分析处理，同时将分析后的结果输送给数据存储模块和数据波形显示模块。
31.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。