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手痒,26年第一个帖子,重新制作了一款电子负载

最近手痒,新做了一个电子负载模块,相比较于之前做的,这次做的负载模块每一个单独配置了一个单片机来做控制。相比较于纯模拟,控制上就灵活了很多

由于每个模块都增加了一个单片机,因此每个模块都可以独立运行,如果要扩大负载功率,可以直接并联,每个模块单独控制,也可以使用CAN通信,将模块连接起来,实现多模块同时控制。

模块参数方面

额定输入:150V

最大电流:120A

最大持续功率:800W

控制模式:CC/CV/CP/CR,动态和容量(能量)统计

保护功能:过温保护,过流保护(硬件),过功率保护(硬件),输入防反接保护

模块整体图片

没上主控的功率模块

由于程序还没写好,所以模块的基本功能测试是通过信号发生器来完成的,简单的测试了一下闭环速度和MOS管的均流特性。总体来说效果还是非常好的。

MOS管的均流方面,由于手上暂时没有大电流的开关电源,所以测试了一个小电流的,在60V/3A的时候,测试0.05Ω采样电阻上面的电压,基本分布在0.013V~0.0133V,换算下来,电流误差大约在6mA,大电流时,采样电阻会发热,不知道对均流的影响会有多大,后面找机会测测。

这个模块的闭环速度还是挺快的,在有给定时,直接硬捅一个60V的电压上去,再用示波器侧MOS的G极电压变化速率,就大概知道闭环控制速度了。从下面这个图可以看到,硬捅一个60V上去后,运放输出电压迅速降低,然后向下过冲了一下后又迅速恢复了,恢复之后运放输出并没有出现振荡。控制还是够快够稳的。

用光标卡了一下时间,整个控制过程大概花了接近40us的样子

顺便用探头加接地环测试了下电流尖峰情况,采样电阻上面最大电源1.01V左右,换算下来电流大概20A,持续时间14us左右

从上电到运放开始控制,大概花了5us

如果电压再高点,这个电流尖峰会更大,所以使用电子负载的时候,最好不要先开负载再接电源,电流尖峰大了容易炸负载或者炸电源。特别是测电池的时候,非常容易炸负载。

在散热器和功率管数量方面,功率管使用了12个IRFP260,每个MOS最大分担约66.7W的功率,散热器直接用的成品铝散热器,300mm长,宽和高都是80mm,便于匹配8025风机。散热风机用的12V/9W的暴力风机,带PWM调速和故障反馈。用调速风机在小功率的时候负载不会那么吵,缺点就是贵。

一边6个MOS

简单测试了一下动态,1通道是基准波形,频率1kHz,2通道是采样电阻上的波形,反应出实际负载电流波形

2通道档位打小了后底噪非常的大,所以波形上有很多毛刺,只能看一个大概波形形状

1kHz梯形方波

1kHz三角波

1kHz正弦波

现目前只能测测这些简单的硬件功能,剩下的等程序写好了再来更新。

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04-08 17:18

几个春秋,项目重新启动了😕

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04-08 18:58
@千里知外
几个春秋,项目重新启动了😕

寻到了一个软件队友,哈哈哈,不用自己写代码了

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04-09 19:42

看上去挺不错的

很感兴趣

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LiEbEdEmi
LV.3
5
04-15 17:30

点个赞,我还在用150c pro

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mei8023
LV.4
6
05-27 09:26

期待持续更新

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06-03 15:32

2026.6.3更新今天做一个简单的更新,最近在测试负载的软件功能,基本的CC、CP、CR、CV都做好了,功能没啥问题,因为使用的是单片机自带的ADC,控制精度和显示精度只能到0.01V/0.01A,低压的时候,0.01V挡位的电压采集不是很准。除了4个基本模式,还增加了电池容量/能量测试,光伏组件最大功率点测试和动态测试功能,因为显示屏程序和上位机程序还没写完,目前调试只能同串口工具来,不太方便拍测试图片。等六月中旬所有功能都写完了再来做详细更新。

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06-03 15:40

简单说一下负载的功率带载能力,现在负载使用的是密齿散热器+双散热风扇,在环温30℃,负载功率800W的时候,测试MOS管的D极引脚根部温度大约103℃~105℃,这个温度和MOS管的结温差距估计在5℃以内。理论上现在这个负载模块最大持续带载能力在900W左右,900W时MOS管结温理论值在124℃。

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06-03 15:48

在器件使用方面,负载模块使用的电子元器件除了有一个乘法器不是国产的,其余的均是使用的国产器件。单片机:雅特力MOS管:无锡光磊运放:圣邦威隔离通信芯片:川土微贴片电阻电容:淘宝买的,不知道哪家生产的。TFT显示屏:晶美达

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06-03 15:51
@mei8023
期待持续更新

马上就会做详细更新了😁

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06-03 15:52
@LiEbEdEmi
点个赞,我还在用150cpro

这个是炬为那个150W的负载模块嘛?😏

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