老帖重谈数控电源 终结版 结帖 重量级资料让众乐乐
本帖最后由 huwuzhao 于 2016-7-2 17:19 编辑前方之前就发过很多数控电源的帖子,所有的数控电源基本都是对常用实验稳压电源电路原理的一种验证,也从中学到很多实践经验。
原本这个电源也是想在当时共享的,但由于生活原因及工作原因,让这版电源吃灰多年,最近也有很多网友找我了解之前的电源还在没有在做,
我也曾想把它做成产品,但最后放弃做产品的想法,目前电源也是烂大街的产品了,我就不在插一脚了,放弃做品后那共享给各位网友吧,
象之前一样发资料,发完收帖,那样真没几个人能做出来,大师级的不给资料一样也能做出来,同时也希望有大师级的人物参与进来,
这电源涉及单片机软件及上位机软件,让大家学到硬件设计原理,同时也能学习产品软件开发。
注:如果你喜欢动手,对着原理图也一样能做好,假如你不喜欢动手,我们也可以提供套件,如果你对技术有疑问,可以在此提出,
便于大家讨论,如果你有时间也可以来我实验讨论,随时欢迎大家前来,坐标深圳大学城旁。
前方有自己的独立实验,每年开支不菲,目前都是拿工资来补贴技术开发费用,最近有计划把自己所撑握的技术共享给大家,同时赚些生活费用,不知是否可行,
从这个帖开始算是一种尝试吧,技术开发本身就是烧钱的过程,卖些套件收回成本应该也算合理,也请多多支持。
数控电源技术讲解
前言:
前方已设计电源多年,最有体会就是DIY数控电源了,用实践检验理论,在实践过程中增加了更多的认识,也耗了很长一段时间,
研究实验电源的各种电路(可以查看前以前的帖子),电路电源从外看很多人都会认为很简单的电路,电源作为电子的能源部分也应该不太复杂,
但能做好电源并达到电源的各种指标的人的确很少,目前做电源的工程师还是拿不错的待遇(菜鸟做电源就算了,就像我),那么做电源很难吗!不难,
电源行业基本上是玩出来的,理论学得再好,没有经过实践你敢说能做到跟理论值一样!这就是为什么很多单位招聘时要求要有工作经验了,
经验能让你少走弯路,理论指导你去做一件事,所以要求理论要有实践依据,这就是实践出真知了。
为什么喜欢DIY这款电源,这是有原因的,前方拥有自己的开发实验即没有一个顺手的电源,这怎么能行呢,10年想买个好点的电源,特别是数控电源那简直是天价(大款无视),
为什么想买点的电源呢,之前做产品没现在这么幸福,样机基本上都是用洞洞板焊出来,工作量可想而知,有一次当我把所有的功能调试完成之后,中午休息关闭电源,
待下午工作时,再开机瞬间,整个人的不好了,什么电源呀在开机瞬间竟然输出稳压电源的最高电压,烧了几天的心血,心情也不好了,从那以后都是断开电源,
再关机使用,但问题还是会发生,当电源过流保护后,再恢复这种问题又再出现了,目前这个电源已吃灰多年。
如图1:60V/3A,100元收走。
在对自己做的电源时,我收购了另一家电源做为比较,效果真心不行,也一样吃恢多年。
要的收去,200元收走 30V/3A,
如图1-1:
电源终结版实物图
以下就是我自己设计的电源,先看看,下面跟大家讲做这电源的过程。
如图1-2
DA 部分做成了独门模块,可以根据自己的喜好去更换,板上两电位器用于校准DA步进电压,当然也可以用软件去调节步进电压。
图7:
面板采用两跟4位的数码管显示+8只按键,做为独立显示模块,如果你不喜欢也可以自己设计个面板上去,电路如下。
图8:
USB 通信模块
有以下资料也够你自己做台实验电源,伸手不学的除外。
接下来讲重点直接上图讲设计思路,
1:电源有开关电源,线性电源之分,实验电源一般后者占多数,据说纹波较低可靠性高。
线性电源的不足之处莫过于效率低,发热量大,那么怎么解决这个问题,有调相的,也有前开关后线性的,用得最多的还是继电器切换绕组的,我们当然也是最常规的那种,
比较容易理解,入门快。
(1) 电压输入切换过程,采用两个继电器切换四组电压,比普通切换方式少了个继电器,继电器与温控风扇使用同1组独立电源,
减少风扇与继电器启动会对模拟电路造成干扰,之前的设计实验过程证明这点,所在在这个设计采购独立电源设计,提高电源的稳压质量。
切换过程描述如下:
图2-1
2:模拟电源线性调节原理图,实验电源线性调节其实都差不多,这电路是我从安捷伦数控电源上学习论证做了一些修改,经过实验验证效果 IS OK,
如有时间我还想继续改进进增加PWM隔空降压模式,把电流做到20A,效率上去了,温度也不成问题,当然这个电路做到20A也不是问题,只要散热到位,
为什么前方电源都是40/4A呢,为什么不做其它的规格呢,因为使用12位的DA芯片4096位,做40.00V/4.000A,刚好呢。
控制原理图如下:
图3:电流控制回路经电阻采样放大到得一个负的0-4V的电压跟正的DA 0-4V控制电压进行比较经积分电路调整输出电流。
电压控制回路经差分电路输出0-40V电压转换成负的0-4V电压跟别一路DA 正的0-4V电压比较经积分电路调整输出电压。
从原理图看也挺好理解,动手调试看看,你会理解更深。
辅助电源部份,这部份就比较简单了,这个不多讲了,都是采用7812,7912,7805直接稳压后给MCU及运算放大器供电,采用独立供电也是考虑稳定性设计的。
原理图如下:
图4:
以下是智能风扇控制,这个电路真心不错,温度越高转的得越快,以温调速。
元件就那几个自己看看吧,不多讲。
图5:
MCU及Ad采集电路。
这部分数字电路比较好理解了,ATMEGA 8 AVR中最常用的MCU 用这个芯片的原因,资料多,下载器便宜,容易上手,这样就大家都会玩了。
AD采用ICL7135 这颗芯片的体积大了点,但精度还是相当不错的,给这个增加模拟开关及运算放大器,分别采集电流,电压,硬件上留了电流校准及电压校准电位器,
当然你也可以在程序上修改做软件校准。
先上这么多了,写帖子能让大家爽的好累,稍后继续上实物过程》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》
看到这里你对数控实验电源基本原理应该是用所了解了,自己DIY也应该有底了,如果你想
DIY这电源来用也是个不错的选择,还可以了解数控电源的模拟电路及数字电路,同时学习
数控电源软件编程原理。
理论结合实际提高对电子电路理解,对自己能力的提升我认为应该还算不错的选择,这个电源涉及电路很多,运算放大器的各种应用,
如:同相放大器,反相放大器,差分电路,电源的稳压原理,温控风扇等,常用的正负稳压电源等电路,这些都是电子产品必用电路。
数字电路,如CD4052模拟开关,AD ICL7135, DA MCP4822 等
MCUATMEGA 8AVR单片机 使用最多的单征机之一,这款新版的电源增加隔离串口给PC
通信,这才是最好玩的,可以通过上位机把数控电源做成各种功能,想怎就怎玩,这个是玩
上位机的福音。
免责声明:本人才疏学浅错误之处在所难免,所有电路均来自网络或教科书,前方只是搬运工。
休息会,稍后继续
呃,不带USB充电器,差评{:titter:} 原理图模糊看不清,差评。 电路图看不清,楼主看是否分享个高清的? 上传个PDF版本的原理图吧 支持一下,只有真正动手去做了才知道其中的难度 上面要求通通的有,还没上传完。 终结版实物的logo好像hp啊!{:titter:} 跟着大师学习! 没有电路说明! 帮顶表示支持{:smile:} 顶帖支持 帮顶表示支持
顶帖支持 不错,前排学习。 。。。。重复发贴了。。。。在下面。。。
支持。表示我自己的数控电源做了大半年后彻底熄火了,还有一些理论方面的知识搞不定…… huwuzhao 发表于 2016-7-2 12:59
上面要求通通的有,还没上传完。
dazheng电源,60V/3A,PS603D,100元!
我收了;
楼主,你给出一个支付方式呗;
坐等大师更新。 本帖最后由 marshallemon 于 2016-7-2 18:06 编辑
LM324的SR应该比较低不影响动态指标?
NMOS并联没有均流,这个也可以? huwuzhao 发表于 2016-7-2 12:59
上面要求通通的有,还没上传完。
{:smile:}跟上一起学习啦! huwuzhao 发表于 2016-7-2 12:59
上面要求通通的有,还没上传完。
感觉应该要用恒流源作为假负载来设定mos管的静态偏置点。只要电阻做假负载有个缺陷就是在电压输出很低的时候偏置电流太小了,mos管子的速度慢。 支持一下 原理图看不清楚 kinsno 发表于 2016-7-2 17:50
dazheng电源,60V/3A,PS603D,100元!
我收了;
楼主,你给出一个支付方式呗;
发到那?最好是深圳的,不然运费很贵。 cool贴啊!!!{:smile:} huwuzhao 发表于 2016-7-2 19:33
发到那?最好是深圳的,不然运费很贵。
我以为在上海!那我放弃了吧!
看看后面还有哪个深圳的朋友要呢!
顶楼主,当时做电源参考楼主的资料。 图文并茂,大牛! deadline2012 发表于 2016-7-2 18:13
感觉应该要用恒流源作为假负载来设定mos管的静态偏置点。只要电阻做假负载有个缺陷就是在电压输出很低的 ...
安捷伦的直流电源输出就是用MOS组成了一个恒流负载,当时也是参考了安捷伦的电路才解决了输出不能到零的问题。 想知道楼主的面板膜怎么设计的,在哪里做出来的。 顶,支持开源 有套件或是成品出吗?什么价格
谢谢楼主,学习了 PCBBOY1991 发表于 2016-7-2 19:52
安捷伦的直流电源输出就是用MOS组成了一个恒流负载,当时也是参考了安捷伦的电路才解决了输出不能到零的 ...
哦,你也有做一个电源吗,可否分享一下经验呢? deadline2012 发表于 2016-7-2 20:15
哦,你也有做一个电源吗,可否分享一下经验呢?
我也不知道自己肚子里有多少墨。
你有啥问题么?你说出来看我知道不知道~ 不知道楼主的高精度贴片电阻哪边买的。 PCBBOY1991 发表于 2016-7-2 20:21
我也不知道自己肚子里有多少墨。
你有啥问题么?你说出来看我知道不知道~ ...
哦,我没有做过,所以觉得做过的人有发言权,不一定是要多么高深的知识哦,实际做的经验也很值得学习 deadline2012 发表于 2016-7-2 20:26
哦,我没有做过,所以觉得做过的人有发言权,不一定是要多么高深的知识哦,实际做的经验也很值得学习 ...
恩。
但是我也不知道我有啥经验{:shy:}
问了我才会想起来,哈哈。 PCBBOY1991 发表于 2016-7-2 20:29
恩。
但是我也不知道我有啥经验
问了我才会想起来,哈哈。
哦,那赶快去写个帖子吧,要不再过一段时间就忘记了哦{:lol:} 。 期待楼主出套件~~ deadline2012 发表于 2016-7-2 22:10
哦,那赶快去写个帖子吧,要不再过一段时间就忘记了哦 。
我就是现在想不起来啊啊啊啊啊啊,我的数控电源已经搁置两年了。 把楼主的帖子都读完了,受益匪浅,问下楼主风扇调节那个电路没有看见热敏器件是靠二极管还是稳压管感温的?5.1V的稳压系数是正还是负的?二极管安装是贴到mos上的?
还有个问题就是反馈那块。以前做的反馈都是运放正输入端加参考电压,运放负输入是输出电压分压反馈。以电压反馈那为例,CV输入4V输出就是40V吧?也就是说运放的12脚是一直接近0V吧?我比较疑惑是为何它一直接近0V,是因为积分电路的放大倍数很大使运放13脚一直接近0V--运放虚短使12脚也接近0V?? deadline2012 发表于 2016-7-2 18:13
感觉应该要用恒流源作为假负载来设定mos管的静态偏置点。只要电阻做假负载有个缺陷就是在电压输出很低的 ...
‘偏置电流太小了,mos管子的速度慢。’
这句话怎么考虑的? 开元做吧,希望原理图有pdf格式的 PCBBOY1991 发表于 2016-7-2 19:52
安捷伦的直流电源输出就是用MOS组成了一个恒流负载,当时也是参考了安捷伦的电路才解决了输出不能到零的 ...
是什么原因?恒流负载输出电压为0时还有电流流过? R88 发表于 2016-7-2 23:15
是什么原因?恒流负载输出电压为0时还有电流流过?
那个恒流源两端的电压始终比输出高十二伏特所以可以保持恒流特性,具体你可以去看一下安捷伦E36那个系列的原理图。 好贴。mark一个,也感谢分享。 学习中,一直想做个数控电源,都没做成!等清楚的原理图! 谢谢大家的支持,这个帖子目前资料还没上传完成,发这个帖子要花很多时间,
我会分三步上传资料及过程,目前上传的只是原理设计过程,下一步上传实物焊接调试过程及方法,
最后才是软件编程应用,怎么玩下位机及上位机,目前计划MCU IDE 使用ICCAVR 7.22, 上位机使用C#2012版。
这次计划是从设计到一台可以使用的数控电源的过程及方法。
注:请大家有问题在这里问即可,不要到我QQ ,及淘宝店去提问,在这里可以让大家一起讨论。
上面网友的一些问题,会在实物调试中看到答案,我一直坚持实践才是检验理论的标准,在这个帖子我们就用实践来检验理论。 本帖最后由 huwuzhao 于 2016-7-3 14:40 编辑
先给大家看看电工都喜欢的装备
这贴开始上制作过程,一边上制作一边上传也是搬砖活呀{:lol:}{:lol:}{:lol:}
这次设计是把贴片放置底层,插件的元件放在顶层,第一步先把贴片元件焊接上,不然后面就不好焊了。
贴片位置图
PCB底层图
焊接后图
插件顶层位置图
完成后的样子
革命尚未完成,稍后继续。
弱弱问 大多数电工在大多数时候用开关电源方便多了好像还是很多人似乎执着于自己做线性数控电源大铁坨 技术不值钱,产品不值钱,值钱的只剩下对技术的执著精神' 向楼主学习 支持支持别半路子呀 huangqi412 发表于 2016-7-3 12:54
弱弱问 大多数电工在大多数时候用开关电源方便多了好像还是很多人似乎执着于自己做线性数控电源大铁坨 ...
这个要看应用条件而定吧实验室的要低纹波响应快 干扰小~效率和体积要求不大工业用的一般来说是可靠性 体积 效率 价格 吧~~ 搬个凳子等楼主更新 完全没有接触过电源这块,学习下,业余弄过来自己用还是可以 让大家久等,大家可以放心这帖子会做到底,虽然帖子会断续但一定会做完,
因为大家都要解决吃饭问题,所以时间断续在所难免,请谅解。
继续未完成制作效果,先让大家看看制作出来后的效果,下个帖子再上传软件控制过程,
控制程序是怎么控制的,觉得好你就顶让更多的人知道并拥有自己的实验电源。
高清原理图,及制作资料。
IC先别插上,以免辅助电压不正常烧坏芯片,接上电源后测量看看+12,-12,+5V,-5V正不正常
再插上芯片。
给电源找个合适的外壳
上面效果没有加入软件校准,后面再上传软件控制方法,敬请顶帖关注。 楼主真不容易,支持楼主! 那些设备挺诱人的 HP的仪器不错。 居然有一台铣床,重器啊。 huwuzhao 发表于 2016-7-3 11:21
先给大家看看电工都喜欢的装备
楼主这地方, 羡慕嫉妒啊!!! ppdd 发表于 2016-7-5 13:59
楼主这地方, 羡慕嫉妒啊!!!
这个实验室搞了很多年,有些装备旧了,还需要更换。
有些自己DIY就行,目前想DIY点东西出来都不是个事了,就是时间是个问题。 楼主外壳在哪买的,看着挺漂亮 楼主上面的一些问题实验中解读一下啊。期待中。。。。 weavr 发表于 2016-7-5 14:29
楼主外壳在哪买的,看着挺漂亮
之前留下来的,淘宝上也用,外观还行,得太重的东西放在里面,运输容易损坏。 真心不容易,十分支持!! 真心不容易,十分支持!! 真心厉害,向大牛学习。 好资料,向楼主学习 学习一下! 这几年难得的技术贴 很好的帖子 记得很久前,看到过前方大牛谈电源的贴。很佩服!现在又见,好开心的哦。感觉脾气好了很多。来学习了。 来学习了!关注过楼主的ICL7135表头!认识到了积分电容对精度线性的影响,对于3位半不显著,对于4位半表头,好的积分电容难寻! 很成熟的设计, 牛B的,我要标记一下 看完受益匪浅,希望楼主继续写下去! 好贴 顶起 我请朋友买了二块他在淘宝上卖的,焊好没成功1602液晶不亮。最后又没搞了 学习了 ,真的不错! 有时间也做个玩玩 好资源!!!!!!!!!!1 MARK{:handshake:} 本帖最后由 h572 于 2018-11-8 13:27 编辑
对电路图中U1B,U1C的使用持保留态度,个人观点是不要U1B和U1C。
闭环回路中,多一个器件,系统稳定性就越难调整。 佩服LZ,膜拜学习
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