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[DP50数控电源] DP50的新版终于制作完成了,自己庆贺下

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发表于 2014-4-24 21:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 apachectl 于 2014-5-1 09:04 编辑

笔头实在太懒了,实在不想写文章,如今,电源已经告一段落,终于得空总结一下,写篇长贴给大家汇报下:

DP50软件虽说经过多次升级,功能也都上来了,但是硬件升级确实一个比较艰难的事情,不停的测试,不停的打样,费劲心血;毕竟软件可以不停的升级,但是硬件一旦定型,想升级难度比较大;

这段时间的“研究成果”,耗费了大量的板材,大部分打样只使用1块:

20140414_192238_调整大小.jpg

在初期,想制作一个DP60的版本,电路基本没有什么变化,只是后来觉得方方的外壳不是很好看,还是3:2的比例比较好看;
早期的DP60的版本:
snap.jpg

电路板:
snap1.jpg

后来觉得DP60和DP50没有太大的差异,想尝试2只3R33并联,输出5A,结果发现纹波比较大,因此放弃;

后来还是认为一个产品成熟很重要,因此还是定位于DP50的新版本解决前期产品的缺陷而设计,而不是重新设计一款新产品,因此逐步分析DP50前面的潜在问题,并解决:

一、外壳:
        很多人认为DP50是100mHZ设计的非常不错的外壳,甚至有人认为这是100mHZ设计的最好的外壳,但是由于2USB没有将USB座设计在PCB上,因此得上胶,焊线还比较多,且没有大家常用的香蕉座(因为这个原因,很多人还在使用最早的1代产品);相比之下,4USB的版本就好多了,但棱角有些硬,不这么圆润,而且太长了;因此要求外壳:
1)3:2比例,黄金分割比例,最好看
2) 3个USB座,又不显得太长
3)必须有莲花座,方便电源使用
4)USB座子应该朝上,这样电源可以竖着放置到桌上,方便使用
5)要方便拆卸,不再使用胶水(导热胶除外)
于是,最终的外壳被设计成这样:
20140423_194309_调整大小.jpg

二、关于倒灌问题的解决:
        DP 50因为使用3R33,因此3R33的最大弱点同时也暴露在DP50的身上,那就是严重的倒灌现象,和zhqsoft等也讨论了多次,通过模拟软件用各种MOS管都没得到合理的效果,因此,这个问题放置了很久,中间曾发誓这个问题不解决,不出新产品;
        倒灌问题分停电倒灌和带电倒灌问题
        历时数月,终于在一次偶然的机会,发现负压的妙用,于是问题迎刃而解:首先我们看停电倒灌的问题:


如图:在19V外接电源停止供电后,7660产生的-5V供电终止,因此,PMOS截止,完全没有倒灌电流;正常时候,-5V会让MOS导通;
snap2.jpg
在带电倒灌的问题上,我们不能完全避免倒灌,因为有些倒灌是必须得,比如检测充电电压等,但是原先的电路也有一定的问题,老电路如图:

snap3.jpg
这个图在正常使用的时候没什么问题,但是在分析了几个坏的DP50电源后,发现了一些问题:
1)在使用非二极管整流的高档电源(比如肯辛特),感性负载导致原先电源电压控制电路失灵,形成大锯齿波出现,导致DP50电源反复重启
2)在主力输出倒灌时,3R33的输入端可以逆变出33V的电压,而另一只3R33的IC耐压是23V,可能被烧坏
3)两个电感性器件放在同一个电路,导致感性互相干扰,可能会出现不可预估的问题
因此:必须使用二极管隔离:
snap4.jpg

三)每路独立控制
        数控电源在于控制,因此充电回路,主力输出,USB输出都必须可以单独控制,因此增加了很多MOS管,分别控制,这个比较灵活一些;每路加个MOS这个电路比较简单,就不画图了;
        电路设计出来,板子都成型了,后来又发生开机高压高压脉冲的问题,但是这个问题在新电路中由于使用了MOS管,就很容易解决,下面是DP50-3USB开机瞬间的示波器图形:
新建文件26.bmp

红线似乎输入电压,蓝线是输出电压

由于输入电压接通的瞬间存在抖晃(鳄鱼夹接入),但是输出却非常的稳定;

由于CPU是很早时就烧好的,因此当时版本漏了软开机问题,在后续的版本中,软开机也会想上电一样平稳;

四)对AD,DAC部分增加了不少限流电阻;早期设计中对模拟电路理解的不过透彻,因此很多保护性设置没有做,比如OP07能够输出20mA以上的电流,当采样电阻遇见倒灌等现象时,可能会导致OP07输出负压,20mA的负压可能会导致MCU的AD损坏,或者7660的损坏,因此限流电阻是必要的。

五)北京的冬天静电非常严重,使用DP50经常会因为外界的一个火花导致重启,虽没有损坏,但是毕竟还是担心会被损坏,因此,在所有的输入,输出端都加装了TVS二极管进行保护,防止外界浪涌对电源的损坏;
实际上由于TVS二极管的存在,因此对于供电部分可以很好地保护,前段出现高压脉冲,DP50W不怕;

硬件的升级不能像软件升级一样免费,好比小米手机一代升二代,牵扯到的成本比较多,在电路上,屏由原来的2.0增加到2.2寸,PCB板子也比原来的要大不少,增加了数个MOS管以及3个USB座,还有5个价值不菲的TVS二极管,总电路成本比原来增加了10元左右;壳子方面,由于电源的大小增加,导致实际面积增加了40%,层叠方式本来就费板材,这次费的更多,看似不大的盒子其实使用板材的面子和大盒子差不多,只是大部分被裁掉了,所有的这些都是为了拿到手里有美妙的圆弧感,没有棱角,因此壳子的成本也增加了10元;

考虑到不少坛友对DP50的热爱,因此决定,凡是一乐的坛友,对于DP50的老用户,每台优惠20元,方法是,先去http://stm32.sinaapp.com/ 注册,将原DP50将设备注册到自己名下(有些人的序列号论坛满处飞,防止别人冒用您的优惠资格),然后就可以去“我的设备”中申请一个优惠券,优惠券是一个32为16进制码,唯一;购买时请备注优惠券码,且注册的手机号须和购买人收货手机号一致才可(姓名和旺旺我们会手工审核),审核后,我们通过支付宝返20元到购买账号(活动截止到5月15日,在5月17、18号统一返款,目的是确保序列号在活动的时候没有异议!);为了您的利益,请不要将序列号注册到他人名下,因为下步升级程序也会修改到需要先登录。
详细优惠券使用教程见: http://pan.baidu.com/share/link? ... 4&uk=3204894695

淘宝http://item.taobao.com/item.htm?id=38667669860  

考虑到有些坛友不敢焊STM32,这次主力提供半成品,如下:
snap6.jpg
小零件都焊好了,就剩大零件了,含外壳价165元,去除返的20元的话145元,考虑到不能无休止的处理返券,因此返劵活动持续到5月15日,之后不再处理返券;


套件重要说明:
一、装壳时需要装好垫片:

20140427_200416_调整大小.jpg

为了防止拧螺丝过紧压碎液晶屏,和压离拨盘开关,请使用垫片,我用的是0.1uf的电容那种厚纸片,厚度在1mm左右,切记切记!

二、按照要求,校准USB电流,切记两台电源不能共地,最好电压不超过5V,否则容易弄不好烧TVS二极管;


刷机说明文档
http://pan.baidu.com/share/link? ... 9&uk=3204894695

又增加的:故障排查与精调的文档:
http://pan.baidu.com/share/link? ... 3&uk=3204894695

snap5.jpg

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发表于 2014-4-24 21:52 | 显示全部楼层
庆贺一下,ap辛苦了。
发表于 2014-4-24 21:57 | 显示全部楼层
表示支持A大,不过感觉板子越来越大了~~~
发表于 2014-4-24 22:05 | 显示全部楼层
显示屏不升级妈?MCU也该升级成64脚以上的啦!3R33也可改用村田之类的。输出电压业能高点,电流大点也好啊。
发表于 2014-4-24 22:07 | 显示全部楼层
做过产品之后的反思改进更重要
发表于 2014-4-24 22:12 | 显示全部楼层
拨盘开关 太容易坏了  哎
发表于 2014-4-24 22:17 | 显示全部楼层
本帖最后由 甲子如风 于 2014-4-24 22:20 编辑

顺便问下  为是么我的锂电池充电 有时候接上没反应呢?显示电池未接
发表于 2014-4-24 22:19 | 显示全部楼层
支持AP楼主支持新版,继续完善生命的折腾。
发表于 2014-4-24 22:23 | 显示全部楼层
恭喜一下哈~
发表于 2014-4-24 22:26 | 显示全部楼层
非常感谢楼主的分享!谢谢!,一直关注楼主的作品,也买了两个了,这个看着也想入手一个

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