本實用新型涉及一種電源模塊,尤其涉及一種專用于空氣凈化器的電源模塊。

背景技術：

隨著電力電子技術的高速發展，電子電力設備與人們的工作、生活的關系日益密切，而電子設備都離不開可靠的電源，進入80年代計算機電源全面實現了開關電源化，率先完成計算機的電源換代，進入90年代開關電源相繼進入各種電子、電器設備領域，程控交換機、通訊、電子檢測設備電源、控制設備電源等都已廣泛地使用了開關電源，更促進了開關電源技術的迅速發展；

開關電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各；線性電源成本在某一輸出功率 點上，反而高于開關電源。隨著電力電子技術的發展和創新，使得開關電源技術在不斷地創新，這一成本反轉點日益向低輸出電力端移動，這為開關電源提供了廣泛 的發展空間；開關電源高頻化是其發展的方向，高頻化使開關電源小型化，并使開關電源進入更廣泛的應用領域，特別是在高新技術領域的應用，推動了高新技術產品的小型化、輕便化；

電源模塊是空氣凈化器中比不可少的一個部分，電源模塊的穩定性直接影響著空氣凈化器工作的效率；

隨著電子科技的飛速發展，各種電子，電器設備對穩壓電源的性能要求日益提高，穩壓電源不斷差朝著小型化，高效率，低成本，高可靠性，低電磁干擾，模塊化和智能化發展；以單片機系統為核心而設計制造出來的新一代穩壓電源不但電路簡單，結構緊湊，價格低廉，性能卓越，而且單片機具有計算和控制功能，利用它對采樣技術進行各種計算，從而可排除和減少由于騷擾信號和模擬電路因起的誤差，大大提高穩壓電源輸出電壓和輸出電流精度，降低了對模擬電路的要求。

技術實現要素：

本實用新型為避免現有技術的不足，提供一種結構簡單的電源模塊，該電源模塊采用單片機進行控制，能實現良好的穩定性，保證電源穩定的工作效率；

為實現上述目的，本實用新型采取的技術方案是：

一種用于空氣凈化器的電源模塊，包括單片機控制電路、鍵盤電路、顯示電路、數模轉換模塊、放大模塊、穩壓模塊、輸入模塊及輸出模塊；所述鍵盤電路與單片機控制電路相連接；所述單片機控制電路與顯示電路相連接；所述單片機控制電路還與數模轉換模塊相連接；所述數模轉換模塊與放大模塊相連接；所述放大模塊與穩壓模塊相連接；所述穩壓模塊還分別與輸入模塊、輸出模塊相連接；

進一步改進，所述單片機控制電路包括單片機控制芯片U1、晶振電路、兩個按鍵電路，分別為單鍵開關電路、復鍵開關電路；復位電路；

所述晶振電路包括晶振Y1、電容C1、C2；晶振Y1的一腳連接單片機控制芯片U1的19腳，另一腳連接單片機控制芯片U1的18腳；晶振Y1的一腳還連接電容C1的一腳；電容C1的另一腳與電容C2的一腳并聯后接地；電容C2的另一腳接入單片機控制芯片U1的18腳；

所述復位電路包括復位開關SW1、電容C3、電阻R1；復位開關SW1的一腳與電容C3的一腳并聯且接入電源VCC；復位開關SW1的另一腳與電容C3的另一腳并聯后再與電阻R1的一腳相連接；電阻R1的另一腳接地；

所述單鍵開關電路包括按鍵開關S1；按鍵開關S1的兩個引腳連接單片機控制芯片U1的15腳、14腳；

所述復鍵開關電路包括按鍵開關S2；按鍵開關S2為8位按鍵開關；按鍵開關S2的1腳連接單片機控制芯片U1的35腳；按鍵開關S2的2腳連接單片機控制芯片U1的34腳；按鍵開關S2的3腳連接單片機控制芯片U1的33腳；按鍵開關S2的4腳連接單片機控制芯片U1的32腳；按鍵開關S2的5腳、6腳、7腳、8腳均接地；

單片機控制芯片U1的1～8腳、36～39腳均連接顯示電路；單片機控制芯片U1的21～28腳、16～17腳均連接數模轉換模塊；

進一步改進，所述數模轉換模塊包括轉換芯片U2、電阻R3；所述轉換芯片U2的1腳、7～13腳連接單片機控制電路；轉換芯片U2的17腳分別與轉換芯片U2的2腳、9腳相連接；轉換芯片U2的18腳接地；轉換芯片U2的19腳接電源VCC；轉換芯片U2的8腳接放大電路；電阻R3的1腳與轉換芯片U2的20腳相連接，且接入15V電源；電阻R3的2腳與轉換芯片U2的11腳相連接；電阻R3的3腳與轉換芯片U2的12腳相連接，且接地；

進一步改進，所述放大模塊包括一個放大穩壓電路、一級放大器電路、二級放大電路；一級放大電路連接二級放大電路；二級放大電路連接放大穩壓電路；

一級放大電路包括電阻R13、放大器U3A；放大器U3A的1腳、2腳連接二級放大電路；電阻R13連接放大器U3A的4腳、3腳、8腳；

二級放大電路包括電阻R11、R10、R12、R16，放大器U4；電阻R11的一腳連接放大器U3A的1腳、2腳；電阻R11的另一腳與電阻R16的一腳并聯后接入放大器U4的2腳；放大器U4的3腳連接電阻R10的一腳；電阻R10的另一腳連接數模轉換模塊；放大器U4的7腳接入15V電源；放大器U4的1腳、8腳連接電阻R1另一腳；電阻R16的另一腳接入放大器U4的6腳；放大器U4的6腳接放大穩壓電路；

放大穩壓電路包括穩壓器U5、電容C10、C11、C12，電阻R15、R14，二極管D3、D2、D1；電容C10的一腳與二極管D2的正極并聯后接入穩壓器U5的2腳；電容C10的另一腳與電容C11的腳并聯后接地；電容C11的另一腳與電阻R15的一腳連接；電阻R15的另一腳與二極管D3的負極相連接；二極管D3的正極連接電容C12的一腳；電容C12的另一腳接地；二極管D2的負極與電阻R14的一腳并聯后接入穩壓器U5的1腳；穩壓器U5的3腳輸出20V電壓；電阻R14的另一腳連接二極管D1的負極；二極管D1的正極連接放大器U4的6腳；

進一步改進，所述穩壓模塊包括穩壓器U7、電阻R20、R21、R22,二極管D20、D21，電容C21、C20；穩壓器U7的3腳連接放大電路；二極管D21的正極與電容C21的正極并聯后接入穩壓器U7的3腳；電容C21的負極與電阻R20的一腳并聯后接地；電阻R20的另一腳與二極管D20的負極并聯后接入穩壓器U7的1腳；二極管D20的正極與二極管D21的負極并聯后接入穩壓器U7的2腳；穩壓器U7的2腳接電阻R21的一腳；電阻R1的另一腳與電阻R22的一腳相連接；電阻R22的另一腳接地；電容C20的正極接穩壓器U7的2腳，負極接地；

進一步改進，所述輸入模塊包括穩壓器U8、U9、U10，電阻R30、R31、R32、R33、R34，電容C30、C31、C32、C33、C34，電阻R31、電阻30、電容C31、電容C30四個器件形成橋接電路，分別連接穩壓器U8的1腳、穩壓器U10的2腳；電阻R32、電阻33、電容C32、電容C33四個器件也形成橋接電路，分別連接穩壓器U8的2腳、穩壓器U10的3腳、穩壓器U9的1腳；電阻34、電容C34并聯；

進一步改進，所述顯示模塊包括顯示器DS1、DS2、DS3、DS4，三極管Q1、Q2、Q3、Q4；三極管Q1連接顯示器DS1；三極管Q2連接顯示器DS2；三極管Q3連接顯示器DS3；三極管Q4連接顯示器DS4；顯示器DS1、DS2、DS3、DS4均連接單片機控制電路；

與現有技術相比，采用上述方案，本實用新型的有益效果是：本實用新型利用單片機實現電源穩定性的控制，且在放大模塊、輸入模塊中均設置了穩壓器，實現多級穩壓，配合穩壓模塊的作用，較好的實現了電源工作的穩定性，保證電源穩定的工作效率。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是本實用新型中單片機控制電路的電路原理圖；

圖3是本實用新型中數模轉換模塊的電路原理圖；

圖4是本實用新型中放大模塊的電路原理圖；

圖5是本實用新型中穩壓模塊的電路原理圖；

圖6是本實用新型中輸入模塊的電路原理圖；

圖7是本實用新型中顯示模塊的電路原理圖；

圖8是本實用新型的工藝流程圖；

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

如圖1所示，一種用于空氣凈化器的電源模塊，包括單片機控制電路、鍵盤電路、顯示電路、數模轉換模塊、放大模塊、穩壓模塊、輸入模塊及輸出模塊；所述鍵盤電路與單片機控制電路相連接；所述單片機控制電路與顯示電路相連接；所述單片機控制電路還與數模轉換模塊相連接；所述數模轉換模塊與放大模塊相連接；所述放大模塊與穩壓模塊相連接；所述穩壓模塊還分別與輸入模塊、輸出模塊相連接；

如圖2所示，所述單片機控制電路包括單片機控制芯片U1、晶振電路、兩個按鍵電路，分別為單鍵開關電路、復鍵開關電路；復位電路；

優選的，單片機控制芯片U1采用8051型單片機芯片；

所述晶振電路包括晶振Y1、電容C1、C2；晶振Y1的一腳連接單片機控制芯片U1的19腳，另一腳連接單片機控制芯片U1的18腳；晶振Y1的一腳還連接電容C1的一腳；電容C1的另一腳與電容C2的一腳并聯后接地；電容C2的另一腳接入單片機控制芯片U1的18腳；

電容C1、C2并聯，且分別連接在晶振Y1的兩端；晶振Y1的兩個引腳分別連接在單片機控制芯片U1的19腳、18腳上；實現電路的震蕩功能；

所述復位電路包括復位開關SW1、電容C3、電阻R1；復位開關SW1的一腳與電容C3的一腳并聯且接入電源VCC；復位開關SW1的另一腳與電容C3的另一腳并聯后再與電阻R1的一腳相連接；電阻R1的另一腳接地；

復位開關SW1與電容C3并聯后再與電阻R1并聯；實現電路的復位功能；

所述單鍵開關電路包括按鍵開關S1；按鍵開關S1的兩個引腳連接單片機控制芯片U1的15腳、14腳；

所述復鍵開關電路包括按鍵開關S2；按鍵開關S2為8位按鍵開關；按鍵開關S2的1腳連接單片機控制芯片U1的35腳；按鍵開關S2的2腳連接單片機控制芯片U1的34腳；按鍵開關S2的3腳連接單片機控制芯片U1的33腳；按鍵開關S2的4腳連接單片機控制芯片U1的32腳；按鍵開關S2的5腳、6腳、7腳、8腳均接地；

單片機控制芯片U1的1～8腳、36～39腳均連接顯示電路；單片機控制芯片U1的21～28腳、16～17腳均連接數模轉換模塊；

如圖3所示，所述數模轉換模塊包括轉換芯片U2、電阻R3；所述轉換芯片U2的1腳、7～13腳連接單片機控制電路；轉換芯片U2的17腳分別與轉換芯片U2的2腳、9腳相連接；轉換芯片U2的18腳接地；轉換芯片U2的19腳接電源VCC；轉換芯片U2的8腳接放大電路；電阻R3的1腳與轉換芯片U2的20腳相連接，且接入15V電源；電阻R3的2腳與轉換芯片U2的11腳相連接；電阻R3的3腳與轉換芯片U2的12腳相連接，且接地；

優選的，轉換芯片U2采用型號為DAC0832的數模轉換芯片，它是采樣頻率為八位的D/A轉換芯片，集成電路內有兩級輸入寄存器，使DAC0832芯片具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式，以便適于各種電路的需要(如要求多路D/A異步輸入、同步轉換等)；

這個芯片共有20 個管腳，Iout1和Iout2之間接一參考電壓，VREF輸出可控制電壓信號；它有三種工作方式：不帶緩沖工作方式，單緩沖工作方式，雙緩沖工作方式；該電路采用單緩沖模式，由圖3可知，由于/XFER=0/CS=0/ ILE=1，DAC寄存處于工作狀態；所以只要把/WR1/WR2置低電平時，寫p2口，則該數字信號立即傳送到輸入寄存器，并直通至DAC寄存器，經過短暫的建立時間，即可以獲得相應的模擬電壓，一旦寫入操作結束，/WR1和/WR2立即變為高電平，則寫入的數據被輸入寄存器鎖存，直到再次寫入刷新；

如圖4所示，所述放大模塊包括一個放大穩壓電路、一級放大器電路、二級放大電路；一級放大電路連接二級放大電路；二級放大電路連接放大穩壓電路；

一級放大電路包括電阻R13、放大器U3A；放大器U3A的1腳、2腳連接二級放大電路；電阻R13連接放大器U3A的4腳、3腳、8腳；

優選的，放大器U3A采用型號為TL082的放大器；TL082是通用的J-FET雙運算放大器；其特點有：較低的輸入偏置電壓和偏移電流；輸出設有短路保護；輸入級具有較高的輸入阻抗；內建頻率補償電路；較高的壓擺率；最大工作電壓：-18V～18V；

二級放大電路包括電阻R11、R10、R12、R16，放大器U4；電阻R11的一腳連接放大器U3A的1腳、2腳；電阻R11的另一腳與電阻R16的一腳并聯后接入放大器U4的2腳；放大器U4的3腳連接電阻R10的一腳；電阻R10的另一腳連接數模轉換模塊；放大器U4的7腳接入15V電源；放大器U4的1腳、8腳連接電阻R1另一腳；電阻R16的另一腳接入放大器U4的6腳；放大器U4的6腳接放大穩壓電路；

優選的，放大器U4采用型號為Op07的放大器，該芯片是一種低噪聲，非斬波穩零的雙極性運算放大器集成電路；由于OP07具有非常低的輸入失調電壓（對于OP07A最大為25μV），所以OP07在很多應用場合不需要額外的調零措施；OP07同時具有輸入偏置電流低（OP07A為±2nA）和開環增益高（對于OP07A為300V/mV）的特點，這種低失調、高開環增益的特性使得OP07特別適用于高增益的測量設備和放大傳感器的微弱信號等方面；

放大穩壓電路包括穩壓器U5、電容C10、C11、C12，電阻R15、R14，二極管D3、D2、D1；電容C10的一腳與二極管D2的正極并聯后接入穩壓器U5的2腳；電容C10的另一腳與電容C11的腳并聯后接地；電容C11的另一腳與電阻R15的一腳連接；電阻R15的另一腳與二極管D3的負極相連接；二極管D3的正極連接電容C12的一腳；電容C12的另一腳接地；二極管D2的負極與電阻R14的一腳并聯后接入穩壓器U5的1腳；穩壓器U5的3腳輸出20V電壓；電阻R14的另一腳連接二極管D1的負極；二極管D1的正極連接放大器U4的6腳；

優選的，穩壓器U5采用型號為LM317的穩壓器；LM317 是美國國家半導體公司的三端可調正穩壓器集成電路。輸出電壓范圍是 1.25V 至 37V，負載電流最大為 1.5A；它的使用非常簡單，僅需兩個外接電阻來設置輸出電壓；此外它的線性調整率和負載調整率也比標準的固定穩壓器好。LM317 內置有過載保護、安全區保護等多種保護電路；

利用放大器U3A實現一級放大，利用放大器U4實現二級放大；利用穩壓芯片U5實現電路的穩壓功能；

如圖5所示，所述穩壓模塊包括穩壓器U7、電阻R20、R21、R22,二極管D20、D21，電容C21、C20；穩壓器U7的3腳連接放大電路；二極管D21的正極與電容C21的正極并聯后接入穩壓器U7的3腳；電容C21的負極與電阻R20的一腳并聯后接地；電阻R20的另一腳與二極管D20的負極并聯后接入穩壓器U7的1腳；二極管D20的正極與二極管D21的負極并聯后接入穩壓器U7的2腳；穩壓器U7的2腳接電阻R21的一腳；電阻R1的另一腳與電阻R22的一腳相連接；電阻R22的另一腳接地；電容C20的正極接穩壓器U7的2腳，負極接地；

優選的，穩壓器U7采用型號為LM317的穩壓器；

如圖6所示，所述輸入模塊包括穩壓器U8、U9、U10，電阻R30、R31、R32、R33、R34，電容C30、C31、C32、C33、C34，電阻R31、電阻30、電容C31、電容C30四個器件形成橋接電路，分別連接穩壓器U8的1腳、穩壓器U10的2腳；電阻R32、電阻33、電容C32、電容C33四個器件也形成橋接電路，分別連接穩壓器U8的2腳、穩壓器U10的3腳、穩壓器U9的1腳；電阻34、電容C34并聯；

優選的，穩壓器U8采用型號為L7815的穩壓器；穩壓器U9采用型號為L7805的穩壓器；穩壓器U8采用型號為L7915的穩壓器；

本模塊主要采用L7805、L7815、L7915三種穩壓器，外加電源部分設置成+/-20V，可由220V電源經變壓得到，并將20V直接接到LM317中3端輸入口，另外將+20V通過L7815，穩壓后輸出為+15V，將-20V通過L7915，穩壓后輸出為-15V，并將+/-15V電壓加載到放大器的電源正負管腳上，另外轉換芯片U2的電源管腳20腳和19腳ILE腳也要接+15V；再將+15V又經過L7805后變成+5V，這個壓值可供應到單片機電源及顯示部分；

還需要在L7815的1，3腳，L7915的2，3腳以及L7805的1，3腳各自與地之間并聯連上220微法電解電容和0.1微法磁片電容，目的是為了濾除低頻雜波和高頻雜波；

如圖7所示，所述顯示模塊包括顯示器DS1、DS2、DS3、DS4，三極管Q1、Q2、Q3、Q4；三極管Q1連接顯示器DS1；三極管Q2連接顯示器DS2；三極管Q3連接顯示器DS3；三極管Q4連接顯示器DS4；顯示器DS1、DS2、DS3、DS4均連接單片機控制電路；

本模塊電路采用通用LED數碼管顯示，4個LED端口的8個引腳a，b，c，d，e，f，g，db對應P1端口，且之間加阻值為330歐姆的電阻，否則電流過大，使電源部分的穩壓器過熱，顯示管顯示過亮；

鍵盤電路共用到按鍵數為7個，其中一個為單片機上的復位鍵，另外6個分別命名為K1~K6，K1~K4分別接單片機P0口的P0.4~P0.7，K5，K6接P3.5，P3.6；功能為：K1鍵：退出功能；K2鍵：預置數（設置一個數值為初始值）；K3鍵：自動掃描鍵（掃描電壓值，并在LED上自動顯示）；K4鍵：輸出三角波電壓/在預置數值時整數和小數部分切換；K5鍵：對輸出穩定電壓進行遞減；K6鍵：對輸出穩定電壓進行遞增；

本實用新型的具體工作設定如圖8的工藝流程所述，本行業內人員均可以看懂，在此不再累述；

本實用新型利用單片機實現電源穩定性的控制，且在放大模塊、輸入模塊中均設置了穩壓器，實現多級穩壓，配合穩壓模塊的作用，較好的實現了電源工作的穩定性，保證電源穩定的工作效率；

本實用新型不局限于上述具體的實施方式，本領域的普通技術人員從上述構思出發，不經過創造性的勞動，所作出的種種變換，均落在本實用新型的保護范圍之內。