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第三版白菜数控电源(坛内最小),开始启动了【板子又废了】

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本帖最后由 apachectl 于 2013-6-9 00:00 编辑

第一版:https://www.yleee.com.cn/thread-21106-1-1.html 效果不错,我至今在用
第二版:https://www.yleee.com.cn/thread-21898-1-2.html 没成功,给T50让路了

终于,开始第三版了,这次能不能成功? 开始研究了
本次数控电源起名DP50,为什么又是50呢,原因是板子又是50x50mm


设计思想:
本次电源,主攻小,一定是坛子里最小,另外一个就是薄,一定是坛子里最薄;如果剩余有精力的话,再搞个电流大的

PCB的效果图:
dp2.jpg

7805和7812是放倒的,3R33是放元件面的,还有红的是拨码开关

为了薄,全部电容采用25V大容量胆电解并联,减少纹波;省去了所有的按钮,直接使用侧面的2个大头拨码开关,一个上下拨调电压,一个调电流,按下进入功能切换和选择
电路部分,使用7660产生-5V负压,用运放控制控制3R33进行恒流恒压,原理和1版和2版差不多,只不过CPU换成STM32,直接上彩屏而已

整个板子最厚的地方就是3R33那个电感,因此应该是个小盒就可以装下该数控电源;范围和1版一样 1V~16V(输入19.5V) 0~3A 电流

其余的慢慢补充,今天就到此了
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snapdp.jpg

硬件部分已经完工,下步进入软件调试阶段;
期间由于试验少锡法焊接STM32,结果导致烧了大约10片MCU,焊坏4块PCB板,一直找不原因,最后才归结于焊接方法的问题;
其中有2片烧到RESET内部的mos管(现象是NRST reset脚不管怎样都呈现低电压,就好比RESET键一直被按下,导致MCU不工作)
其中2片烧掉BOOT1(PB2),导致PB2呈现高电平,因此无法完成串口写入,更新程序
1片烧掉了RELOAD程序,无法升级
1片烧掉了DAC部分,其他都正常,就是DAC永远0V(同样的程序,其他芯片就正常)
还有几片上板子就不正常,拆下正常
分析:我用的是ATTEN 360DH高频焊台,使用三向插头接电,价值600多元的焊接设备,漏电?
使用原来的焊接方法,是将一大堆腿短路,而使用少锡法焊接,需要一个腿一个腿用烙铁按,只有这个区别,按10片MCU焊接的统计数据来看,强烈不建议使用少锡法焊接(虽然效率奇高,比原先的方法好焊多了)
有经验的坛友可以讨论下原因,我现在只敢用原先的焊接方法了。
======================================================
今天基础界面已经可以用了,但是细节还没有做,电压电流校准也没有,基础能用,用其点一个发光管试试,效果还不错
a2.jpg
dp2.jpg

6+12=18mA ,还算准

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几个主要界面都出来了:
snap1.jpg
主界面:现在含有很多调试信息;
左上侧拨盘:
上 下 步进0.01V 调整电压,连续不放快速调整
直按:进入快捷选择界面
左下侧拨盘:         
上 下 步进0.001A 调整电流,连续不放快速调整
直按:长按进入设置界面;短按切换电压显示界面(待扩展)

-----------------------------------------------------------------





snap2.jpg 快捷选择界面:
左上侧拨轮:
上下选择电压,直按选择
左下侧拨轮直按可以在选择位置存入当前设置的电压电流
-----------------------------------------------------------------

电源仅制作了几台,就发现了一些致命的缺点,因此此方案只好废掉重来,主要问题有:
1、采用了胆电容,但是查了一些资料后发现,胆电容在DC-DC转换后吸收纹波后会大量发热导致爆炸,因此要求这种应用只能按照实际胆电容的耐压1/3使用,也就是说我们需要找50V耐压的胆电解,否则就有爆炸的可能;实际试验中,已经有一块板的胆电容炸了,而实际上我们根本买不到50V100uf的胆电容,就算能买到,也绝对是天价。
2、由于STM32+液晶工作电流在100多mA左右,远大于1.0的单片机和单色屏,因此7812 和7805的实际消耗功率将达到1W,很烫,加上散热片的话势必造成体积增加,不符合事先的定位
因此,重新设计了新模式的电源:

snap4.jpg
主要改进:
1、去掉了全部的胆电解,主滤波电容改用被某爱好者吹到天上的,价格更昂贵的 ”三羊极品高分子固态电容器 高耐压 25V 47uF 6*6 25SVPF47M OS“,核心参数:内阻30毫欧以下 纹波电流2800mA以下 损耗角0.12以下 漏电流235微安以下
可以看到非常适合做DC-DC出口的高频滤波;而另一组给主系统供电的DC-DC将使用6.3V 330UF的三洋高容量固态电容
2、主系统供电采用另外一个3R33供电,因此不会出现严重发热的现象
3、防倒灌二极管由原来的3A(显然有点勉强)修改为5A的,目的也是为了减少发热
4、实在没地方放康铜丝采样电阻,由于DC-DC转换带有短路保护功能,因此不会出现烧采样电阻的问题,决定使用大功率贴片50m欧的采样电阻
5、有用户提出,希望数控电源能和USB充电器结合在一起的需求,因此给主系统供电的3R33,在新系统中可以直接给2路USB充电接口供3A的电流,只是没有电流检测;而主数控供电的3R33则可以为另外2个USB口供3A的充电电流,此路充电可以做电流限制和电流显示;为防止高压进入USB口,增加了一个锂电池专用30m欧的mos管控制,在非USB充电界面。这路数控电压是不会到USB口的;因此可以实现4口,共6A左右的USB充电器,可以同时充2个ipad和2部爱疯;
6、布线更加合理,连TFT不用的脚也腾出地给GND滤波,基本面上已经没有下脚的地,相信没有人能设计更小的电源了。

新方案PCB大小没变,只是高度比原来大约增加1mm,仍是可以接受的。
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snap5.jpg

看来这次板子又废了,先是漏了一个电阻,飞阻解决,后来又在电压自激问题上有处理一段时间,写了一半程序,开始做电流校正,结果发现恒流状态下自激,做实验调整方案,飞了好几条线,发现大电流下调不自激了,小电流自激;小电流不自激了,大电流自激,经过无数次的实验,包括各种方案,终于找到合适的元件数值;期间烧了2块板子;期间以为自激与电容大小有关,还特意换了1000uF的大电容,发现和此无关,还是运放的问题,调整运放,包括正压负压各种实验,快累吐血;模拟电路太差了,不能计算,什么都得靠试;


















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本帖最后由 apachectl 于 2013-5-18 22:39 编辑

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难得前排, 抢了好几次都没有抢到, 这次可以先预定么?

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