『菜鸟也疯狂』我的M8数字电源

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我最早的电源是117的
至今还保留着呢
记得曾经短路过至少一二十分钟
散热器都能烤肉了~~~~~
居然没坏~~~~~~

mgw1999

学习看看，谢谢共享

fujiachun

原帖由 mgw1999 于 2009-5-4 08:13 发表 https://www.yleee.com.cn/images/common/back.gif
学习看看，谢谢共享

谢谢关注，已经基本完成调试，在最后的优化中，最终考虑开源

fujiachun

用M8做的数字电源控制器
       一直以来由于个人的原因，对于DIY的设计比较倾向于模块化，并且近可能标准化，对于爱好DIY，不断的升级是难免的，标准化和模块化的好处是可以螺旋上升平滑过度，所以这个更多的是一个控制模块而不是数字电源。
对于试验电源，我个人的倾向首先不是精度，毕竟不是基准，但是稳定是非常重要地，可以说“稳定压倒一切”。在设计上电压控制采用了双环反馈控制，内环模拟反馈，外环数字反馈，同时兼顾软保护和硬保护，利用软件和稳压器本身的功能实现了过流保护和过热保护。
电流控制采用了单环数字反馈，实现恒流和限流保护。
在电源自己的供电电路上，参考了一位前辈的方法，用7812和7805两级稳压，这样有三点好处，一是7812分散了7805的功耗，2是可以为风扇提供12V的电源，最重要的一点是M8的PWM是使用自身的电源作为基准的，采用两级稳压可以提高M8供电电源的稳定度有利于提高PWM的稳定度。
采用了全硬件调整，虽然调整的精度特别是线性度要差于软件调整，但是调整更方便。
实际测量中发现，M8的2.56V的基准离散性大了一点，采用了外部基准TL431，由于电源的输出可以到30V，如果使用2.56的基准最大输出电压在9：1的分压比下只能到25V，所以基准电压选择3.072V，兼顾全电压范围0-30V并略留一点余量。
显示的校准采用了一点校准，但是实际发现M8的ADC的线性度不是很好（也许我不会用）无奈采用了中值一点校准，就是在实际需要的输出电压的一半电压进行校准。实际测试的时候是在5V校准的。
之所以设计成电源控制模块在于它可以控制一个系列的稳压IC（三端和5端的）可以做成从1.5A-7.5A的数字控制电源，可以从低波纹的LM317*（1.5A）； LM350（3A）；LM338*（5A）；到低压差的线性IC LT1083（3A）；LT1084（5A）；LT1085（7.5A）  以及高效率的开关电源芯片 LT1074 LM2576等，满足一个广泛的电源控制需求。
注：带*号的是已经试验通过的。
设计参数：电压控制精度30mv，电流控制精度5ma
安装和调试：
由于我是菜鸟，所以安装调试力求菜鸟就能够完成。
安装步骤：
1、
先安装所有无源的元件。
2、
安装后测试确保没有短路，安装7812，通电并检查12V电压
3、
安装7805和NE555，安装后测试确保没有短路 通电测量5V和-9V（555没经过稳压管）和-3.3V（稳压后）。
4、
安装TL431，调整基准到3.072V
5、
全部正常后，上1602，第一行显示一排黑框，没有先检查对比度。
6、
M8，通电，此时有电压输出，M8应该有显示。略等一会，观察M8的输出电压显示稳定，按Enter（S1）1602右下角显示一个”c”此时锁定PMW，程序停止所有调整。
7、
锁定后调整R117使1602显示的电压和输出端电压表显示值相同。锁定状态显示是16次采样的均值，所以最后一位不稳定是正常的，根据实际显示情况控制调整。
8、
电压输出正常后，重新启动，输出电压应该稳定在设定值＋—30mV的范围。接假负载在电源和负载间接电流表，此时假负载不可太小，建议校准电流在100mA附近，电流太小显示值可能不准（这个和LM358的失调电压有关）太大有可能电源自动进入限流，实际即使在PWM锁定的状态，电流限制依然有效，现在的控制程序是电流优先，这里以后也许会改改，改成锁定后只依赖硬件保护的方式（需要等等实际使用的情况）。调节R111使电流显示和电流表相同。
9、
至此，安装调整完毕，可以投入使用。
下表是实际测试的结果：

输入电源	输入电压	设定值	电源显示	数字表显示	平均值（毫伏）	峰峰值（毫伏）	电源显示电流	数字表电流
	空载测试
线性电源	12	5.000	4.980	4.969－4	7	15	0	0
	24	5.000	4.980	4.973－2	1.2	9	0	0
开关电源	24	5.000	4.980	4.918－10	2	13	0	0
		9.000	8.980	8.879－2	2	15	0	0
	负载测试
	24	9.000	8.990	9.825－5	2	5.5	294	02.7
		5.000	4.980	4.972－4	1	5.5	148	01.5
		5.000	4.980	4.980－6	0.8	3.5	1.060	1.10
测试仪表 电流；890数字万用表；电压：9203数字万用表；波纹电压：EM2171交流毫伏表；峰峰值从示波器读出

一个意外在于使用笔记本的电源24V2.45A的开关电源，实际的输出波纹居然比我的线性电源小。
另外一个意外就是LM338是假的，500毫安就保护了

fujiachun

烧写文件和熔丝

[ 本帖最后由 fujiachun 于 2009-5-24 18:38 编辑 ]

fat

呵呵，恭喜傅老师的新作完成。原来傅老师也抽都宝啊，俺印象中当年读书时这也是备选“烟目”之一

fujiachun

不好意思，才注意到，把烟也拍上去了

fat

请傅老师试验一下，这电源的限流起控灵敏度如何？我仿制的R－2R版，比如调到12V/30mA设定，在输出端接一个小灯泡（就是普通手电上的那种），灯泡会先闪亮一下然后灯丝暗黄，说明刚开始一瞬间电流控制反应还是慢，如果是晶体管设备在这一闪中就已经完蛋了，这是我不满意的地方，不知您这个设计起控的灵敏度如何？

fujiachun

一样的，数字闭环这个没有R2R的快，但是灯泡看不出反应，在5V10毫安的限流情况下可以测发光二极管，但是可以看到发光管闪烁，R-2R的和我一开始的程序一样，是电压优先的，所以电压是逐步的降下来的，我在损失了N只发光管后才改过来，要源码请给我邮箱，当然前提是别笑话。
R2R的从理论上反应速度比PWM的快，程序我看得懂但是改不了，还没有学会便宜，实际上如果用r2r控制317可能是超酷的电源

[ 本帖最后由 fujiachun 于 2009-5-21 11:59 编辑 ]

72hour

那位能把原理图和pcb转一下Protel 99的格式阿!?