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【我是工程师第三季】自制电子负载V2版
阅读: 4655 |  回复: 77 楼层直达

2017/03/08 23:31:16
1
xd285070
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团长
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QQ截图20160321155901  我是工程师第三季 携万元大奖强势回归


测PFC,测高压电源,没负载,好恼火,商业的太贵,于是我决定自己做了,目标是能用,不容易坏!

采用2-500v 8A 200W模块设计,功能CC和CV(理论上CR和CP软件上是可以模拟的,后期有必要再加上去)

V1版中遇到很多问题,例如硬件乘法器的问题,主控制结构的逻辑问题,好在V1版验证了散热片能力,200w还行(虽然那个散热片不是很好,但是淘宝中比较理想的了,效果更好的,这个只有自己开模了)

目前更新的V2版,改进了V1版的错误,并升级了通信改为隔离CAN通信,这样后续,并机运行就简单许多了。

今天是4月22号,V2版板子已回来,初步调试预计要放到5月假以后了,这几天还有个活要做,下个月行不行都能有个结果。

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以下是随着帖子更新的过程,但是这个原理图都是不行的!后续如果V2版ok,我会出最终版的原理图

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2017-3-10更新:功率模块初始版原理图

模块原理图.pdf

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2017-3-11更新:加了辅助隔离电源,风扇,报警指示等电路,修改了一些小错别

模块负载原理图3-11日更新.pdf

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2017-3-13更新:开始画PCB了,画了隔离电源部分,逻辑部分,看上去是放的下去的,明天继续,,,,,,,



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2017-3-14更新:昨晚晚些时候在想上面PCB,2个管子均流,虽然初步考虑是2个管子75w,不均流也无所谓。偶然看到三极管均流电路,所以就把原理图改了,一个模块带4个mos,功率到200w,最大电流8a,机械结构还没想好,怎么安装mos,所以PCB就更新了:200w模块原理图3-14.pdf




低输入电压,带主管的1-A低压差线性稳压器 IO-Link数字输入集线器参考设计 具有40μA静态电流的40V、2A、2.2MHz降压稳压器
用于笔记本电脑的1.5A白色LED驱动器 用于 POE 应用的隔离式有源钳位正向转换器 用于RF/An的ADJ Hi PSRR超低噪声800mA低输入电压稳压器
4.5V-24V输入同步DCAP2模式双降压控制器 视频同步和视频时钟生成与分配参考设计 低噪声稳压开关电容电压逆变器
2017/03/08 23:36:51
2
td大炮台
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连长
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都不贴原理图的啊
2017/03/08 23:49:49
3
xd285070
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团长
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原理图还没画,也就这几天了。

先上个总的结构图

2017/03/09 07:35:02
4
世界真奇妙
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师长
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M9715B的精度是万分之五,所以天价,没有必要。电源工作时要发热,一般电源的热温飘比0.05%至少大一个数量级。这种电子负载,烧钱!
2017/03/09 15:49:15
5
xd285070
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团长
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只要是500v的负载都贵,精度其实老化并不需要太精确,只是要不容易坏,美尔诺这个牌子,还是可以,拆了,看了下里面的结构,并没有使用多昂贵的器件,最贵的应该是里面有个50块的dac了,具体电路就没分析了,看了下散热结构,应该是60*60*200的150w散热,所以后面搞散热片的时候,就这么办

2017/03/10 15:23:53
6
逆器电源
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团长
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支持支持

~~

2017/03/10 17:54:49
7
xd285070
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团长
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功率模块原理图已出来,没问题,就开始画板,做首样了
2017/03/10 21:41:47
8
qinzutaim[版主]
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统帅
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期待楼主大作!
2017/03/11 15:29:06
9
Temo
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营长
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我也想要一个
2017/03/16 00:42:33
10
xd285070
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团长
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2017-3-15更新:更新了关机电路,把单片机通信速度提高了110k,确定了散热结构,原理图暂时不更新了,等pcb画完了在更新吧,基本是边画边改。

打算用的结构

首样用的散热片

2017/03/17 01:48:16
11
xd285070
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团长
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2017-03-16更新:PCB总算是连通了,单片机采集了电压电流,目的是此模块,稍微加个简单的显示板就是一个恒流恒压的200w电子负载了。后续优化PCB后,在整理原理图




2017/03/18 02:37:53
12
xd285070
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团长
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2017-03-17更新:PCB已经绘制完成,丝印对应原理图,把2侧安装mos的板子一画就可以打样了拉!

原理图:3-18.pdf

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2017/03/18 15:44:41
13
左边是海720
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营长
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楼主画的板子真是漂亮!
2017/03/18 20:42:55
15
xd285070
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团长
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,其实很乱的哈,我都不知道能不能正常工作,哈哈哈哈,打样回来再说了。

2017-03-18更新:画了散热片2边的mos小板,在此,基本大体的PCB就已经完成了,至于面板,这个不慌,先把模块调试OK了在画也不晚,明天整理BOM,就开始买元件了,哈哈哈哈

2017/03/28 16:25:34
23
qnwg
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连长
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大善!

散热器的链接方便给一个么,淘了好久没有发现一个中意的,我现在也在折腾一个2.5KW的电子负载,准备300W左右一个散热器,用8038的风机,谢谢!

pcb搞了3次,电位器调节,基本能用,还要在画,也准备上单片机。

2017/03/28 23:41:23
26
xd285070
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团长
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哈哈哈,我也是看了大半圈淘宝,满意的真没有,这个稍微好些,看那些电子负载都是定做的散热片,这个散热片我还没验证,不过感觉,200w。应该问题不大,散热片连接:https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.SyNHsb&id=38929157866&_u=smkq4im0218
2017/03/31 13:17:06
36
qnwg
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连长
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万分感谢,谢谢!!!

刚刚去看了,他们的散热器完全符合我的要求啊,再次感谢!!!

2017/03/18 16:59:55
14
18922901145
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士兵
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很厉害
2017/03/18 20:43:05
16
xd285070
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团长
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希望一次成功,哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈
2017/03/18 23:30:12
17
qinzutaim[版主]
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统帅
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最重要的是记得来更新帖子!
2017/03/19 13:45:39
18
xd285070
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团长
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主板237个元件,物料品种差不多90种,偶买噶
2017/03/19 19:42:48
19
xd285070
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团长
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买买买!首样需要的元件,没有的基本都买齐了,朋友打样的变压器,到时根据变压器,调整电路配合变压器了,基本帖子要得到样机调试在更新了,希望OK。

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2017/03/20 01:41:46
20
xd285070
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团长
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软件,这个要同学帮忙写了,一共有2个板子,一个模块本身的单片机,还有个人机界面的单片机,假如,假如后期,效果好,可能还要写个上位机

目前模块上的单片机,初始版本的流程图已经写完,待同学,写出来以后,变调试变改了,可以说一下后面的人机界面,那个面板打算采样有线usb键盘作为按键,3.5寸的TFT作为显示,目前有线usb已经调试完毕~~~

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2017/03/24 14:39:07
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xd285070
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团长
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2017-03-24更新:板子已回来,打样以后,有吧板子修改了下,通信输出改到了28脚,光耦换成了高速的,通信端子换成了2.54的,可惜昨晚同学写程序的发现控制风扇的脚和pwm转DAC的脚pwm通道重合了,这个只有稍微PCB实物调试改一下了,小板部分,也要割线,在mos的s级串二极管做防反接,还有一部分元器件没到,到了以后就开始焊接调试了。

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2017/03/27 16:23:45
22
左边是海720
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营长
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看来楼主有望实现自己的梦想了,我也手痒痒了,楼主成功了能否提供下资料呀!
2017/03/28 23:47:37
27
xd285070
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团长
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资料这个可能就只有最后完整的原理图了哦,PCB和程序这个确实没办法提供

现在还没开始调,如果到时调试没得问题,可以出点套件吧,自己做一点点,价格真的很高,光快递费都要上百。

我自己是要做个10来个模块,2000w的样子,然后群里面的一些朋友也有要做的,可能加起来有个30,40套了吧,这样子发贴片机加工会便宜不少钱

2017/03/28 16:53:26
24
qnwg
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连长
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原理图下载了,谢谢!

感觉mos这样驱动,会不会速度偏慢了震荡啊?

2017/03/28 16:57:08
25
qnwg
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连长
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我也想不通电子负载为毛都这么贵,一个3KW的两三万,吓死了。
2017/03/28 23:52:32
28
xd285070
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团长
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驱动应该还好吧,我最担心的就是到时三极管恒流mos,mos电流误差太大,高压输入的时候,功耗不平衡,给烧掉了。

商业的确实是贵的离谱啊,成本和售价那比例也差的太大了,特么是高压电子负载,一个600w的,二手都要,4,5k,哎,买不起,,,,

最近在搭平台,还么搞好,同学程序也还没写完,所以就没调,等几天的样子了

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2017/03/30 00:21:06
29
xd285070
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团长
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2017-03-29更新:收拾了几天,工作平台总算是好了

板子开始调试:

第一步肯定是调试电源诺,好消息是,能工作,坏消息是变压器变比设计错了,,,,,,,,,

4通道的示波器确实要方便一些,一次性测完,今天就到这里了,明天把变压器拆掉,重新绕一个在带载测试了

3v作为基准源,也是单片机的供电,前面输入选LLC作为电源,看起来是明智的选择,纹波毛刺小!

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2017/03/30 14:11:19
30
ruohan
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军长
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你供电是24V 的,AD633是起到什么作用的

 

2017/03/30 14:37:45
31
ruohan
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军长
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你开关驱动那部分做的实在看的费劲啊,

 

2017/03/30 14:46:03
33
xd285070
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团长
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那个是,有时序关系在里面,我也是觉得有点费劲,效果这个只有等实际还没测试了才知道,里面最核心的就是用三极管的BE级电压去平衡每一个mos管的电流,达到平衡功耗的目的,按道理三极管封装在一个晶元里面参数匹配应该是完美的,也要实际看效果了
2017/03/30 14:41:47
32
xd285070
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LV6
团长
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是的,24v供电,12v 模块多了以后电流太大不好办。

AD633是乘法器,做硬件过功率保护用的

比如在CC模式下,单片机可以通过算法限制过功率,但是当输入电压突然变高等意外状态下,单片机反应不过来的时候,既有可能造成mos过功率而损坏

CV模式下是要限制mos的最大电流的,也可以通过单片机算法实现,但是也存在电压突变损坏模块的可能,所以一个完整的硬件过功率保护是非常有必要的,虽然那个ad633,10块钱一片!

2017/03/31 00:27:23
34
xd285070
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团长
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2017-03-30更新:今天改了下变压器,手里也没这么细的线,就将就原来的线拆了在绕,初级15圈,12v输出19圈,负5v输出8圈,但是手里没有普通磁芯,只有高导的磁芯,有忘记磨了,所以变压器初级电感有点大,500uh的样子,漏感还是一样的小0.65uh,但是,但是,这并不是说不能工作,焊接上去以后,12v 带100个ma

额,不是全部软开关,有一点硬,这个要是装普通的磁芯应该就好了,谐振电容波形有点不正常,这个是漏感太小了,开关频率远远低于谐振频率导致的,但是,他还是能工作,那基本电源算是没多少问题了。

今天朋友介绍了个活,比起电子负载,还是先回点血吧,所以更新暂时停止了。

2017/04/06 15:46:07
37
javike[荣誉版主]
无所不能无所不会
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元帅
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顶起,又可以看BOOM了
2017/04/07 01:42:53
38
xd285070
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哈哈哈哈哈,这个真不好说
2017/03/31 13:16:32
35
qnwg
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连长
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高压小电流的,每个mos串一个大点的均流电阻可能好点
2017/04/07 02:08:48
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2017-4-06更新:其他的案子打板去了,这2天焊接了一块,先调试着

--

这不调试不知道,错误那是相当的多,哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈

1:买的10块钱AD633是个假的,上电就发热,都把辅助电源拖保护了,花了几十个大洋搞了个正品,先鲁上去测试完在说

--

2:板子原理性设计错误2处,一个是上电关机电路的三极管应该是个Pmos,AD633输入的电流信号,没有用放大以后的,导致ad633就不能起到作用,这个飞个线,先调着

3:关机电路和运放的下拉电路中电阻阻值使用错误,这个不知道当时计算的时候是怎么算的,,,,,,

4:单片机风扇控制的pwm通道和CV恒压时的pwm通道用重复了,好在管脚近,好改

还有些即将要处理的问题:

1,如OP07因为电压斜率很低,所以mos关断的时候,时间很长

--

2:过功率保护电路部分的环路设计,这个估计调试要画些时间

V2版肯定是要的了,至于还有啥问题,随着更新慢慢发现了,争取把模块做的扎实些,不那么容易坏

新买了一家15块钱的AD633,哎,不知道是真的还是假的,原装正品的AD633报价基本在30左右一颗,那样模块成本会非常之高,15块心里感觉还能勉强接受,如果这个是假的,那可能要考虑用分立运放加三极管搭个乘法器了,如果搭建的乘法器不行,那就直接换高速DSP做纯软件控制的模块把,总之不管怎么鲁,用多长时间,定是要鲁个出来!

2017/04/08 02:21:06
40
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2017-4-07更新:今天打了半天的螺丝孔,总算是先装了一台样机,防反接的二极管先割线焊接上去,虽然一开始焊接反了,,,

--

散热片打完以后,有很多东西需要测试,首先是先测试CC和CV的环路,然后测试散热片本身和风扇配合,在200w功率下的升温情况(楼主去年放血买了个热成像,这个可以测试mos和散热片之间的热阻了)

首先是测试cc的环路,具体步骤是屏蔽CV和单片机控制,先给cc运放设定一个恒流值,模块通入可控电源,手动开机模块,得到如下波形

--黄色是一个mos管的驱动,粉色是cc运放的输出,蓝色是0.025欧电阻的波形(通道多就是好,哈哈哈

上面的波形可以看到,运放检测到电流过大的时候,电压开始下降,那么下降的速度就是环路的速度了,这明显是太慢了(主要就是调试这个块和慢和稳定的关系)

当然还能看到电流在开机的一瞬间过冲的很厉害,这个问题呐,可以通过单片机程序配合,输出相应的时序关系,先关闭CC运放,在打开模块的开关,最后给运放的参考电压慢慢上升,做一个软启动的作用,这样应该就能有效的解决电流过冲的问题。

--

--

上面显示的问题很多,好消息还是有的,用三极管均流mos电流的效果是非常好的,恒流3a,4个mos的电流误差在30ma左右,这里面还包含了检测电阻本身的误差,所以这个值得赞一个!

2017/04/09 01:13:06
41
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2017-4-08更新:今天调了一天了的CC和过功率,由CC模式切换到过功率模式,原理图中的想法是没错的,但是实际确不是那样,闭环的运放,电压变化时间很长,ms级的,那么在切换的过程中,有段时间mos处于无人管状态,这个实际高压工作一定会死!

然后,开始调试环路参数,各种组合之后放弃了,发现只有改结构,先是cc运放去控制恒功率运放环,当低压恒流突变为高压的时候,恒功率保护很好!但是当高压输入变成低压恒流的时候,因为2个环路切换时间长,mos由处于无人管状态了。

最后和朋友沟通分析,在休息了冥想了一下,最后决定,第一步前卫运放输出的最高电压,具体一个mos,输出去拉运放的正输入端口,第二步恒功率运放去控制cc运放的正输入端,在重复上面的试验

由低压恒流变成高压输入,具体是5v3a突变成24v 60w恒功率状态,紫色0.025欧电阻波形,绿色功率运放输出,蓝色cc运放输出

--

高压输入变成低压恒流,具体是24v 60w恒功率突变成5v 3a恒流状态,紫色0.025欧电阻波形,绿色功率运放输出,蓝色cc运放输出

--

总体来说整个切换过程保持在了us级,而不是ms级,软件上,在电流上升阶段加入软启动,这个才具有保护的实用性

后面要调试的cv模式了,如果ok,等其他案子完结就可以调试单片机程序了

2017/04/10 01:17:24
42
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2017-4-09更新:今天测试了下CV运放控制CC,进行CV模式工作,实际是可以的。然后晚些时候对模块测试200w满功率升温测试

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4个MOS,每个MOS在50w左右的功耗,风扇是24v0.12A左右的,MOS到散热片没有绝缘处理,室温19度,mos结温接近87度,看起来还是可以的

上面的图片可以看到靠近风扇的mos和靠近出风口的mos温度差了10度左右,这个可以调节mos的位置加以改善

上面的图片可以看到热电偶和热成像测试mos的时候大约差了15到20度,这个基本上就是为啥mos用热电偶测试的时候温度不要过110度,120度了,因为可能芯片内部已经达到140度,150度了,非常接近芯片的极限了。

--

基本上硬件已经调试完毕,过几天就是开始调试软件了。

2017/04/12 22:15:39
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2017-4-12更新:前面2天做案子去了,现在已经搞完了,送样了

今天比较高兴,分立的乘法器,效果非常好!哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈

原理图如下:

--

首先是用分立的三极管焊接了初始版本,测试其功能

初步测试效果已经很好了,运放TL082,正负10v供电,三极管分立8050,精度在2%左右,非常不错的!用烙铁加热其中一个三极管,发现温标很严重!

于是乎把分立的三极管换成集成的CA3083

用100度的热吹风测试,温飘也就正负1%左右,哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈

不得不说那集成的三极管很牛逼!

--

静态直流测试下,效果是很好的,但是这个分立的乘法器,宽带怎么样呐?

上升沿是非常快的,当然电路中加了47pf的电容,看上去是稍微小了一点,输出有点震荡了,不过实际,电压速度那是不可能有那么快的,那么就看看延时了,差不多500ns的样子吧,非常不错的哦!

自我感觉比那什么ad633好用多了,那ad633问了好多家,都是原装30块左右,还得订货,现在好了,30块成本变3块了,那心情

------

第一个版本虽然软件没有调试,但是硬件基本已经调通了,由于乘法器分立的,这个只有改版了

                                           那么第二个版本要做如下改动:

单片机更改为STM32F072C8,内部2路12位DAC,cc,cv可独立控制,而不用mos管做切换了

隔离电源供电需要正负10v,正5V,正3v

通信升级为数字隔离芯片的,通信协议采样500khz的CAN通信

乘法器改为分立结构

过功率保护改为硬件直接锁死,单片机检测重启

CV模式改为CV环控制CC环实现功能

2017/04/13 12:27:23
44
逆器电源
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乘法器为什么要在硬件上面做? 软件一条语句不就OK吗 

2017/04/13 12:44:16
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过功率保护这个必须要的,软件速度太慢了,等软件保护过来,极有可能就炸了,,,硬件在慢也要在us级保护掉吧

过功率主要是被测试的电源电压突然升高的时候,极有可能发生的

2017/04/13 14:37:11
46
迷雾的早晨
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赞成,软件采样计算再执行,没硬件快
2017/04/13 15:45:48
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wyhl
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硬件乘法器速度快。
2017/04/13 16:57:03
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逆器电源
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硬件乘法器还是蛮有意思的,若若的问一下,VX VY VZ  为什么有三个输入? 电流乘电压就是功率了吗

2017/04/13 17:19:15
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应该是那个对称结构吧,具体原理我就不清楚了,朋友提供的图,我只是试验了下,结果发现效果非常好,这个其实还可以做除法哦
2017/04/17 21:31:59
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2017-4-17更新:V2版,把通信和运放做的乘法器单独做个小板插在主板上面,mos的小板也预留了防反接的二极管

2017/04/22 10:50:50
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V2版,PCB已回来,,,,,,,,,,,

2017/04/22 12:07:42
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V2版的原理图,元器件参数还么标,上面的随意搞的,可以看下电路结构

--------

电子负载V2版原理图 未写参数.pdf

2017/05/03 01:27:43
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2017-5-02更新:前面做了个案子,在打了几天的麻将,愉快的五一就完了,V2板已经焊接好,明天开始测试硬件,看还有错误没有

--

把通信小板和分立乘法器单独做了小板,插在主板上面,如果改只改小板方便了许多

--

功率板,添加了反接二极管

--

上了一次电,初步测试分立乘法器是好的,至少输入0V,0A的时候,输出只有几个mv的失调电压

2017/05/04 08:51:28
54
libraryang
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漂亮
2017/05/05 01:39:22
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2017-5-04更新:经过2天调试,CC和CV算是调试完了,感觉吧,环路调整,真心不容易

在调试之初,发现了个隐形BUG,具体是设计采用的运放是OP07,2个输入端有箝位二极管,而机子的工作模式在CC的时候,需要屏蔽CV,但是这会除非这个BUG,结果是导致影响分压电阻的输入电压,所以干脆把4个OP07直接换成TL084,同事模块成本节约了3块钱!

--

V1版因为CC和CV和过功率控制上有点矛盾的关系,乘法器也改成分立的了,所以V2第一步就是测试分立的乘法器,实际效果还是很满意,保护时间能够在US级完成,再加之控制模式上MOS管的电流时刻受到环路的限制,所以实际应该在各情况下都不会坏才是,后期如果软件调完了,做整机测试,可以输入个交流的市电,试一把

--

花时间最多的,就是调节CC和CV了,这个环路还和电源真不太一样,直接RC调节表示怎么调,都调不出来的,得直接用电阻,组成误差放大器,在并RC减少纹波,具体的常数,后面会更新到原理图。

效果,就是CV的时候,机子设计的情况也会是,CV的时候,先以模块最大电流或者最大功率,把被测电源电压拉下来,直到被测电源恒流工作,那么这个过程就有CC和CV了,所以一张图,就可以看出来环路怎么了

黄色运放放大以后的电流信号,蓝色是输入电压

--

现在是用一个30v的可调线性电源调试的CC和CV,明天就试试输入由300v的调压器,整流滤波以后高压输入的情况,如果一切顺利,硬件就完毕了,就可以调软件了!

2017/05/05 15:16:02
57
yongbinbo
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士兵
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坐等 更新,我想问一下电流检测能不能用霍尔检测。
2017/05/05 20:33:45
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个人感觉霍尔在这里不适合,精度和抗干扰都不行哈。

2017-05-05更新:

今天测试了下高压输入的情况,输入采用公频调压器整流滤波串个500欧电阻

300V直流cv到50v的电流电流波形

--

高压看上去也是可以的,最后就才把单片机焊接上去,明天开始调试软件,这个估计会比较慢,因为程序是同学写的,要改一下,周期有点长,,,,

2017/05/05 15:31:48
58
zhangjianhu
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士兵
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出套件不?买3-4套用。
2017/05/05 20:34:42
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这个如果机子测试么问题,到时可以的
2017/05/04 20:17:04
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guang卢
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很漂亮!留个脚印先!
2017/05/08 10:47:17
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gmcg
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班长
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加油,坐等套件,搞套玩玩,自己做有点懒
2017/05/09 00:17:12
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哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈,说实话,要是网上有价格合适的,功能过得去的,我都不自己做了,确实有些小麻烦,不过总算是看到希望了哈

2017-05-07更新:

终于把测试程序下进去了,测试恒流,电脑串口监控数据

上电情况大致,在不矫正的情况下,电流精度和实际的差不多,电压精度,50v以内差0.0几v,50v以上差0.1v(我是么打算加入矫正功能的)

恒流大电流比如1a,恒流精度比较好,小电流比如100ma,就差了些,这个和设计的硬件关系比较大,因为电流是直接通过0.025欧电阻给运放的,比如100ma的电流流过0.025欧的电阻,只有2.5mv,单片机的dac输出差不多就是30mv的样子,所以精度稍微差了点,这个要解决只有多级放大,结合程序能解决,但是吧,我不想这样搞,,,,,所以就将就者?

--

在测试中发现个问题,热插拔的问题,当输入抖动的时候,输入电压比较高的时候会促发硬件的过功率保护,后来分析是因为么有硬件欠压保护的原因,本来是想用软件做欠压保护的,但是速度太慢了。

举个例子,当输入30v,恒流4a的时候,输入抖动,本来是恒流4a的,结果输入一下子掉了,电压在us级被放到0v,然后闭环的运放认为电流么达到,直接mos全开状态,然后这时候,输入电压又回来了,那么mos全开通,电流就非常的大!就促发过功率保护了,所以机子得有个速度很快的欠压保护,在输入电压够低的时候关闭模块,只有当输入电压够高才打开,这样才能保证mos不会处于不受控的状态。

2017/05/09 00:29:47
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2017-05-08更新:

昨天知道了,热插拔的问题,所以今天一早就把硬件的欠压保护加上去了,然后昨天不知道为什么,弄死了单片机,死了一半,就是发热严重,但是能工作,只是工作不正常,串口也能输出数据,,,

换上新的单片机以后,把测试台换了个地方(万一机子有问题,高压串到usb把电脑搞死了就划不来了,所以测试还是要用便宜点的好

--

加了硬件的欠压保护以后,效果不错,输入怎么搞,都不在触发了。

老化了一个下午,单片机么死了,为啥昨天的死了,,,,,

有发现个新问题,因为单片机的加入,3v的ldo电流变大了,所以sot-89的封装的三极管,升温有,40来度,有点高,这个后面改版得加大封装才行

最后测试了恒流,突变,单片机修正的效果,当然现在是放的很慢,50ms修正一次的样子,所以比如5a到100ma电流时间要1s多,这个只是看修正的时候电流突变的效果怎么样。

--

看上面效果小幅度突变下来,电流比较平稳,明天试试直接dac值跳到设定值在修正,这样速度是非常快的,看看效果怎么样,同时还要测试小电流到大电流,实际dac的值是多少,给单片机修正确定一个范围,总不能设置到100ma的电流,修正到8a了,还在修,那样会出问题的。

总之目前看起来,总算是看到希望了,点根烟,庆祝下~~~~

2017/05/10 07:22:58
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心如刀割[版主]
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师长
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这是在家里搞的哇?
2017/05/11 22:26:25
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团长
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是的哈
2017/05/09 00:32:38
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xd285070
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团长
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如果我真的出套件,那么我会配个下载器,按操作说明对模块升级,比如即使现在出的套件肯定么有动态测试这些功能,但是后期如果有,就可以对模块升级
2017/05/10 01:36:08
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团长
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2017-05-09更新:

到今天截止,硬件欠压保护(速率调整),散热片过温(温度检测开环),过功率检测(减低自恢复,误报警),满功率热插拔(低压),cc恒流(恒流点跳变速率),不同电流大小,输入检测电压补偿等功能基本已经调试完毕了

上2张恒流时,电流突变的波形,蓝色运放放大0.025欧电阻,11倍以后的波形,紫色电压

--

----

就剩下一个CV模式了,大体功能已经调试完毕了!

离成功有进了一步!

2017/05/10 08:13:47
67
cjhk[版主]
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军长
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    楼主功力可以,后期出套件  我要一个
2017/05/11 22:45:53
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xd285070
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团长
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机子么问题的话我会先试做10台用于测试,然后面板预留写接口作为选件,比如无线蓝牙开关,现在比较火的快充测试模式等,,,,,

2017-05-11更新:

这2天有点别的事就么调试,只是昨晚睡觉之前突然想到CV模式的限流用软件采集不行,有BUG,先前调试的时候是直接给电平所以么注意到,哎。。。。

--

CV的时候,因为刚刚输入的电压高,所以开始电流比较小,总功率要小于200w,待带负载以后,电压开始下降这时候要加大电流,当然总功率也是要小于200w的。

举个例子:比如一个电源空载虚高300v,CV 100v的时候恒流1a,那么如果我最大限流点按300v 200w,也就是0.666a的电流,随着输出电压的减低如果最大不变,最后的结果就是恒定到某一个电压点,以恒流的方式方式工作,而不能cv到100v。

当然单片机采集输入电压在去调限流限流点是可以的,但是这个单片机采集比较慢,导致的结果就是cv下降的速度比较慢,所以要通过硬件去实现这个功能。

--

采用除法器,得到不同电压下的最大电流,以及输入电压低于25v的时候,限制最大电流为8a。实际电路中由于,CC环加了偏置电阻,所以导致电流和电压不是正比例函数,而是一次函数,这得要个加法器。

--

除法器+加法器+限幅电路

--

实际的电流还牵扯到CC信号源切换的问题,好在,是单片机控制,2个IO口用于CC和CV时,CC环参考电压切换

--

看上去是比较复杂,但是这又是必须的,这部分电流并不会大幅增加成本,只是要花时间去飞线测试,有了这个硬件的电流可变,软件上的任务就轻松很多了。

--

待我实际测试,看看效果吧!

2017/05/11 13:02:22
69
yongbinbo
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士兵
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楼主为什么不用   K50T60   这个管子。。。
2017/05/11 16:56:21
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xd285070
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团长
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你这个是IGBT啊
2017/05/10 19:37:06
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潇洒哥0827
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士兵
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期待!
2017/05/11 22:23:38
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谢谢支持!
2017/05/12 16:33:44
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cnit
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坐等楼主出套件。。。。要预订吗?
2017/05/16 01:40:44
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哈哈哈,预定到不需要,这个能不能出套件,还要做完,整机测试完才知道。

2017-05-15更新:

今天用硬件搭了一个除法器加输出箝位电路,就是楼上的图,只是箝位端下拉的电压通道改为了输入电压的提升

效果还是不错的,线性度挺好的,输出最高电压也能被箝位,只是后来发现负载系统在小电流下,和设计的公式理论电压值差的有点大,这个是问题,且每一台机子的误差还不一样,所以想硬件来实现,是不现实的,这还是要靠软件来实现了。

--

比如我CV设定100v,被测电源输出是100v 1.5a恒流,这里就要分4种情况了

--

第一种,输入无电压,电子负载已经设定好100v,电源空载输出是500v,这个时候突然把500v接到电子负载,因为是突然接通,电压上升的速度是非常快的,us级,如果负载是设定最大电流,比如8a,当电压上升到100v的时候,负载开始工作,100v*8a=800w,结果就是触发硬件过功率保护

--

第二种是,输入无电压,电子负载已经设定好100v,电源还未启动,电源接入负载,这个时候开启电源,电压上升到100v,最大电流8a,结果功率保护

--

第三种,是输入有电压,电子负载设定好100v,那么更具输入电压,和最大功率,先以最大功率下拉500v,待500v电压下降了,最大电流慢慢上升,最后在100v的时候,最大设定电流达到2a,比电源恒流大,负载进入cv模式

--

第四种,输入无电压,负载设置100v,这个时候突然接通500v,系统检查到输入电压高于2v以后,系统比如延时2ms,10ms时间都是自己定,更具电压确定最大电流以后,等于第三种情况

--

所以CV的时候,由于不知道输入电压大小,直接给定个最大电流值,系统很容易就会触发过功率保护,虽然软件上可以关掉,但是结果还是会走到第三种情况,所以cv下总结的结论,就是走第三种的,地4种的情况,输入有电压,延时以后才能工作

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

当然实际遇到的还有些坑,上面提到的,小电流下,cc,理论值给定电压和实际电流线性度不好的问题,不过这个问题,想到一个办法,就是单片机做自我矫正,把1到8000ma分8000份,采集每一个ma下,机子实际输出的dac值,根据这个值来确定dac输出电压和实际电流的关系,有了这个自我矫正,好处是,cc的时候,系统在电流切换的时候,速度更快的闭环,cv的时候,直接给定最大值电流,而有不用当心线性度的问题而误触发硬件的过功率保护。

2017/05/17 00:21:07
76
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团长
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2017-05-16更新:

CV程序还么写好,所以就先这手V3版的主板改版了,此贴可能的最后一个版本了,,,,,

相对V2版,V3版更新了一些小细节:

:把线性稳压的三极管换成了252封装,热量更低,更稳定

:把CC,CV的4个OP07用一个TL084代替了

:增加了,硬件的欠压保护

:板子中间留了2个固定螺丝洞,增加板子的强度,提高可靠性

--

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

明天这手面板的设计,初步采用显示为12846,加硅胶按键

预留接口:

:隔离的有源高低电平信号(相当于模块输入端)

:蓝牙接口隔离的CAN通信接口(相当于模块输入端

:隔离的5V12v 100ma(相当于模块输入端,还么想好)

初步预留的功能:

:按键的基本操作,cc,cv设置等

:配合隔离的高低电平信号,列表式工作模式(可配合其他协议版,对QC,PD等电源的手自动测试)

2017/05/19 18:25:49
77
ymyangyong[版主]
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元帅
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顶一个,过来看直播。
2017/05/20 02:20:51
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团长
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2017-5-19更新:

哈哈哈,如果后期做好了,会拍个测试视频放上来,谢谢关注

--

这2天在优化CV的各种细节,遇到的问题也很多,这个比CC是要麻烦很多,,,,,

--

借了J版的500v可调电源也在路上了,之所以么画面板就是还没进行高压测试,现在的调试基本都是基于低压100v以下的,而本帖的目的主要是追求高压端的使用,所以高压测试时,各种保护必须OK,不能坏。

--

和同学沟通,电子负载的编程模式,交个上位机了,因为面板操作起来会比较烦,上位机还要简单直观一些,所以在面板的显示,就用不着12864了,改用1602,成本有少了20块,对于以后升级来说,也方便了许多

--

对于整机的大致结构也有了清晰的思路:

:模块会放在一个10mm厚的电木上面,底部用尼农塑料螺丝打在散热片上,用于固定模块和绝缘(因为散热片直接打的mos,散热片带电,比较危险)。

:面板会通过角码固定到电木上面,做成3/2个半成品,唯一没有的一个上盖和后盖。

:面板所用的硅胶按键也已经确定,打样去了

--硅胶按键

  

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