M8V7数控电源部分元件参数选择说明

dradeng

2012/2/16: 多谢楼下兄弟的提醒，之前对PWM和过采样方面的描述确实有混淆的地方，已经做了相应的更改，谢谢。
------------------------------------------------------------------------------------------------------------

做电源或者用电源，精度总是经常提到的问题，在有限的条件下，如何才能尽量发挥出电路性能确实是个不容易掌控的问题。
记得有兄弟在论坛帖子中也提到过电路中的元件参数如何选取，现共享一下我的测试结果供大家参考：

GandF的M8V7数控电源，浩祺心的套件，电路图：



下面的参数计算考虑的前提为：（大家也可以根据自己的实际情况来改动相关元件）
浩祺心的套件，因为设计时考虑用HP32V电源做输入，综合考虑此电源输出电压和电流来说，我觉得改到36~38V比较合适，
此时，数控电源的最终输出能保证30V5A以上，
几处ADC/DAC的相关元件及其计算方法：
1. 输出电压控制PWMA：R3,R4,R5,R1, PWMA经过2级阻容滤波后接入运放，
    PWM的输出范围为0~5V，电源最大输出电压为Vo=PWMA*R1/(R3+R4+R5)；
    原电路是按照最大50V输出设计的，此套件中实际最大输出在33V以内，可以把R3、R4均改为10K，此时最大可控输出为5*200/(10+10+10)=33.3V
2. 输出电压测量：R25，R27，
    ADC测量范围为0~2.5V，ADC=Vo*R27/R25，
    R25和R27分别选200K和10K时，最大测量电压为50V
    如果在200K上再并一个470K电阻，最大测量电压为2.5*10/(200//470)=35.7V，（略大于最大数控输出理论值33.3V）
    M8的是10位芯片，对应的步进精度为33/1000=33mV左右，
    Gandf的程序做了3位过采样，13位的理论步进精度为35.7/8000=约4.5mV。
    数控输出和反馈后再微调，我觉得总共引入2个不进的误差是可能的。此为理论分析，实验结果请见图。

3. 输入电压测量：R8，R11，ADC=R11/(R11+R8)
    套件中的输入电压为调整管的输入电压（即电压跟随模块的输出电压）
    图中的3M-200K的配置对应可测量的最大输入电压值为2.5*(3000+200)/200=40V
    如果超出40V，请更改阻值。
4. 恒流设置PWMB：R17，R18，R20，
    恒流值=[PWMB*R20/(R17+R18+R20)-4mV]/Rx，4mV为偏执电压，Rx为检流电阻，
    （为防止运放失调，给运放加的偏执电压为：Vref*R19/(R16+R19)=2500*4.7(3000*4.7)=约4mV）
    PWM的输出范围为0~5V，对应可以计算出运放输入端的变化范围为0~271mV，对应的电流采样可控范围为0~267mV，
5. 电流测量ADC：R15，R21
   ADC=(Io*Rx+4mV)*R21/(R15+R21)
   ADC采样范围是0~2500mV，对应可计算出电流采样端的范围是0~264mV
   电流测量和恒流设置部分的分压比大小设置是一致的，如果更改的电话需要同时都更改，还是通过调整检流电路Rx来的方便。

   如果用康铜丝、锰铜丝的话就可以很方便的通过调整Rx的大小来合理利用整个调整范围。
   假如，Rx选50豪欧，最大可设置电流为：264/50=5.28A，
   10位DAC，理论步进值为：5280/1000=5.28mA
   10位DAC过采样至13位，理论步进值为：5280/8000=约0.7mA

以上为理论分析，下面是实验测试结果：
我的万用表也垃圾的很，给大家看的不是绝对精度，请看按照1个步进调整调整电压、电流时，实际的最终输出电压、电流的步进精度。
影响电源整体精度的因素其实还很多，比如温飘等在这里就撇开不谈了，请大家不要钻牛角尖。
电压从4.96V~5.04V按照10mV步进调整（10mV并非实际调整步进的整数倍）：












电流从2500mA~2511mA按照1mA步进调整：

dradeng

在校准电压、电流时，能够很方便的看到没一个步进调整的变化，
比如校准Vo时，PWM值每增加1，看看电压变化多少mV，
在校准Io时，PWM值每增加1，看看电流变化多少mA，
总的来说，Gandf的这个电源，如果调的好的话，最后一位读数其实也不能说是个摆设，还是有一定意义的。
DIY玩的就是折腾，到底能折腾到什么程度就大家自己慢慢体会吧。

农村人

帮顶，我的还没做好

雨和11024

支持出个套件

没事瞎转悠

DAC是用M8的16位定时计数器T1来做的，把TOP值设为13位，8M晶振时频率在1000HZ不到一点！兼顾反应速度和分辨率！因为只有一个16位定时计数器而有两输出通道，因此电压电流的PWM频率位数是一样的！而ADC模数转换是用过采样的！的却M8的10位ADC是不够,过采样效果明显！

zydl123

我的还在睡觉中，缺件，等唤睲时再来参考

hldiy

技术贴，值得一看

aayy

PMWA PMWB并没有过采样的概念，就是PWM 模拟DA，应该是模拟的13bit DA。我不太明白R7的作用，给滤波电容放电用的？

dradeng

...我不太明白R7的作用，给滤波电容放电 ...
aayy 发表于 2012-2-15 21:32 https://www.yleee.com.cn/images/common/back.gif

我的理解是：阻容滤波会给调整带来延迟，尤其是下调的时候，如果不加R7对地放电会延长调整的时间。

无冬之夜

好贴，等待学习。