软硬兼施解决100mA以下的电流显示问题（春风及时出手，提供电路改动方案） (amobbs.com 阿莫电子技术论坛) -

wandy2010 发表于 2010-10-2 18:27:33

软硬兼施解决100mA以下的电流显示问题（春风及时出手，提供电路改动方案）

【硬件：】

100m以下电流显示解决方案：在电流AD采样端加一个1M的电阻，上拉到+12V电源

（具体原理春风已作详细分析，可参考这里的15楼 http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=4299438&bbs_page_no=1&bbs_id=3071）

借春风兄的图加个文字标注说明：

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_34/ourdev_587165PYLSCA.jpg
(原文件名:背面加的3个电阻位置与阻值.jpg)

注:----网友 page555 说在他的电源上上图中两个靠在一起的电阻，加大到4.7M 才行，

wandy2010 发表于 2010-10-2 18:32:05

【软件】：

测试发现电流显示比实测电流值要小，100mA之内小1.6mA左右；电流越大这个差值越大，于是在春风的0924版的源代码中加入了“分段补偿”，经测试，精度基本满意，修改后的源程序（10-02 23：42修正电流显示没有小数点的问题）：

前面传的程序电流显示没有小数点，这个是修正的ourdev_587228RJKHCZ.rar(文件大小:586K) (原文件名:20100924版程序研究修改电流显示分段补偿.rar)

wandy2010 发表于 2010-10-2 18:36:44

软硬兼施之后的测试结果：
（为了拍照，临时找了一块半透明蓝色胶带贴在数码管上，因陋就简，呵呵）

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_34/ourdev_587169WHVCSC.jpg
3mA (原文件名:3mA.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_34/ourdev_587170BNVH2E.jpg
8mA (原文件名:8MA.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_34/ourdev_587171N5K6MK.jpg
14mA (原文件名:14MA.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_34/ourdev_587172QSZX5Y.jpg
51mA (原文件名:51MA.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_34/ourdev_587173NKENCB.jpg
77mA (原文件名:77MA.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_34/ourdev_587174ZNR5HO.jpg
129mA (原文件名:129MA.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_34/ourdev_587175HI9DLP.jpg
160mA (原文件名:160MA.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_34/ourdev_587176GKKK7A.jpg
181mA (原文件名:181MA.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_34/ourdev_587177NZ9L0D.jpg
228mA (原文件名:228MA.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_34/ourdev_587178P2E804.jpg
277mA (原文件名:277MA.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_34/ourdev_587179OC8FLV.jpg
340mA (原文件名:340MA.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_34/ourdev_587180GQ6DRK.jpg
350mA (原文件名:350MA.jpg)

wandy2010 发表于 2010-10-2 18:38:20

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_34/ourdev_587181C48YE9.jpg
701mA (原文件名:701MA.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_34/ourdev_587182E83T9L.jpg
849mA (原文件名:849MA.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_34/ourdev_587183QETVXA.jpg
880mA (原文件名:880MA.jpg)

wandy2010 发表于 2010-10-2 18:43:36

只测过1A以下的电流显示，大于1A的没有测试过，但是如果大家发现大电流时显示偏离实测值太大，可在源代码中把电流值再分几段，分别补偿。

yxzt 发表于 2010-10-2 19:22:38

赞！从这个电源里学到好多东西，每个电源都有个体差异，所以一个程序也许并不能适合所有的硬件，根据自己的实际参数适当的修改程序，这也是DIY的乐趣所在

另外，请问LZ是用KEIL4编译的吗？

wandy2010 发表于 2010-10-2 19:41:54

春风的这个电源确实好玩！

编译用这个： KEIL4 (MDK412)

还是春风帮我找的，迅雷下载：http://big.cr173.com/Kei_MDK.zip

yxzt 发表于 2010-10-2 20:02:53

谢谢，正在下，有204M，

awfi 发表于 2010-10-2 20:15:50

串个可调电阻把失调电压调到最小再换上固定阻值,会不会好点?

wandy2010 发表于 2010-10-2 20:52:50

回复【8楼】awfi
串个可调电阻把失调电压调到最小再换上固定阻值,会不会好点?

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这个想法好像很有道理！

yxzt 发表于 2010-10-2 22:37:23

回复【9楼】wandy2010
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每个084的失调电压都不一样的，根据我的板子，实测是，没加电阻的时候是-19.6毫伏，加1兆电阻时就变成正的48点几毫伏，显然电阻还是小了点，然后把那个电阻加到2兆时，失调电压就是15毫伏左右了，这时候的显示电流和实测电流也是很接近了，相信，用一个2兆的电阻和一个2兆左右的电位器串联调节，应该能把失调电压降到接近于0，

wandy2010 发表于 2010-10-3 00:00:07

终于开窍了，这样理解的：

当电源输出端开路（不接负载）时，输出电流当然是等于 0的；此时测量AD-A点，电压一般都是偏离0v的（也有可能是负值），将这个AD-A采样点与+12V之间连接一个可调电阻，将这个电压调到大于0（正值）并且接于0，则输出电流的AD采样就从0开始了，AD采样值=0时，输出电流I也=0.

wandy2010 发表于 2010-10-3 00:00:28

此时电源输出电流从0开始起调，AD采样值也从0开始，二者形成了简单的比例关系 AD= k*I
这样理论上输出电流显示值与实际值就会非常接近了，而且不用管电流值在哪一个区段内。
值得一试！如果这样搞定，程序就应该不用“分段补偿”了

wandy2010 发表于 2010-10-3 01:39:01

试过了，回来报告：

我将AD-A端到+12V之间的电阻撤掉，测得此点（输出电流=0时）电压为-5.48mV（这就是直接使用春风0924版固件电流显示0000的罪魁祸首）。
电阻=1M, 此点电压=49.37mV (有点大了)。
后调整到电阻=8M，此点电压=1.71mV (危险边缘，再增大电阻，又要成负值了)。
然后直接烧春风0924版的固件，测试发现100mA以内显示值始终比实测电流约小2mA；电流增大到1A以上时，这个差值也增大。
看来电流显示的“软件分段补偿”还是有必要再加上。
注：AD-A点的电阻阻值改过之后，重新校正过；程序里面的3个补偿参数也要改一下。
与“软件分段补偿”有关的程序段（这次测到试过0-3A，精度满意）：
/**********************分段补偿法来提高电流显示精度，开始************************/

aa = (4.000 - 0.100) / (float)(ADIcal4 - ADIcal01);//计算AD值的每个LSB对应的实际电流值（步长）
   j = (ADIcal01 - (u16)(0.100 / aa));//计算AD的0v电压时的底数

//电流0.1A(100mA)以上（由AD采样值与0.1V校准数据对比）
if(I >= ADIcal01)
{
   if(I > j) { I =I - j;} //如果AD返回值大于0V输出是的AD数据值（底数），则减掉底数
   else{I = 0;}             //如果AD返回值小于或等于0v底数，就算是0电流输出
      aa = ((float)(I* aa))*1.005 ; //乘以【1.005】补偿系数
}
//电流1mA到100mA之间以下(由AD采样值估计)
else
{
   if(I>=(j+((u16)(ADIcal01-j)/100)))//电流介于1mA-100mA（0v底数+0.1v时AD净值的1%）
   {
   if(I > j) { I =I - j;} //如果AD返回值大于0V输出是的AD数据值（底数），则减掉底数
   else{I = 0;}             //如果AD返回值小于或等于0v底数，就算是0电流输出
         aa = ((float)(I* aa))+0.002 ;//加上【2mA】补偿值
   }
   else // 电流小于1mA(由AD采样值估计)
   {
   if(I > j) { I =I - j;} //如果AD返回值大于0V输出是的AD数据值（底数），则减掉底数
   else{I = 0;}             //如果AD返回值小于或等于0v底数，就算是0电流输出
         aa = ((float)(I* aa))+0.0009 ;//加上【0.9mA】补偿值
if(aa<=0.0009){aa=0;} //加了补偿后小于1mA，就当0处理
   }
}

/********************分段补偿法来提高电流显示精度，结束************************/

yxzt 发表于 2010-10-3 09:58:01

嗯，如果这个误差是线性的，倒是比较容易补偿的，看了你的补偿算法，我想基本上每个人都能根据自己的实际误差修改补偿系数了，嘿嘿，连我这个对C，7窍通了6窍的也能自己试试了

xpxp 发表于 2010-10-3 10:21:58

从软件上去补偿，那是非正规的做法啊。

kdtcf 发表于 2010-10-3 11:45:57

回复【15楼】xpxp
从软件上去补偿，那是非正规的做法啊。
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那什么叫正规的做法呢？你具体说说哪里不正规，有什么缺陷，不要轻描淡写的几句就了事，因为这坛子里的大多是没那么厉害的，说详细点大家才能理解透彻。

回复楼主：
另外我测试加电阻只是把电位抬高或拉低，并不影响线性，也不需要分段补偿的。
我原来分段处理是因为0点附近有偏移，现在偏移都是正向的了，把底数去掉就可以了，并不需要分段处理了。

wandy2010 发表于 2010-10-3 12:46:44

回复【16楼】kdtcf 春风

回复【15楼】xpxp
从软件上去补偿，那是非正规的做法啊。
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那什么叫正规的做法呢？你具体说说哪里不正规，有什么缺陷，不要轻描淡写的几句就了事，因为这坛子里的大多是没那么厉害的，说详细点大家才能理解透彻。
回复楼主：
另外我测试加电阻只是把电位抬高或拉低，并不影响线性，也不需要分段补偿的。
我原来分段处理是因为0点附近有偏移，现在偏移都是正向的了，把底数去掉就可以了，并不需要分段处理了。
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我用这样的办法做的电流显示偏差测试：
1、电流AD值处理中的这一行：
//拆分各个位送显示电流
aa = (4.000 - 0.100) / (float)(ADIcal4 - ADIcal01);//计算AD值的每个LSB对应的实际电流值
j = (ADIcal01 - (u16)(0.100 / aa));//计算AD的0电压时的底数

里面的0.100/aa，改成0.1000/aa，获得多了一位精度的数据，

2、在aa值分位显示时，aa=aa*1000 改为aa=aa*10000

这样小点电流显示时，最末位就是十分之一毫安了，比如13.2毫安显示：0132,然后以这个显示值与实测值比较，结论是：

【输出电流在1mA-100mA之间时，显示值比实测值少2mA左右，差值比较固定；超过100mA后，这个差值逐渐加大，1A左右时会相差4mA】

所以还是采用了分段补偿的做法。

现在对以上现象没有分析到原因（感觉理论上显示电流与实测电流之间应该是线性关系，差值应该不变），春风有时间的时候，再帮忙研究一下吧！

yqjyy 发表于 2010-10-3 16:58:31

我按图加3个电阻，刷修改版程序（20100924版程序研究修改电流显示分段补偿.rar），重新校准后，设定恒流1.000A，但实际工作时候电源显示1.004A，外接万用表显示1.000A，现在该采取什么措施？

yqjyy 发表于 2010-10-3 17:15:21

刷回春风9.24版，显示值和设定值一致，比实际测量值从1mA开始到4A范围内小2到3mA的样子

xpxp 发表于 2010-10-3 17:34:31

kdtcf 发表于 2010-10-3 17:44:08

回复【20楼】xpxp

运放的失调电压并不一成不变的吧？拿个电吹风吹一吹电路板，观察看看是不是会发生变化？如果改变了，软件上又该如何补偿？ -----------------------------------------------------------------------
好家伙，又给给我提出3个问题，你倒是说说具体怎么做呀，就会说风凉话。

cock 发表于 2010-10-3 18:40:41

春风，别理他们，你设计的是电源，不是万用表，小电流误差在低成本下难以解决。
当然，采用开机时，先关输出，测量零漂，再通电，计算时扣除零漂，但如果出现负零漂，也没有办法。

awfi 发表于 2010-10-3 18:53:24

换抵失调运放会不会好点.
另,可以换成4个OP07吗?

kdtcf 发表于 2010-10-3 18:58:30

回复【22楼】cock
春风，别理他们，你设计的是电源，不是万用表，小电流误差在低成本下难以解决。
当然，采用开机时，先关输出，测量零漂，再通电，计算时扣除零漂，但如果出现负零漂，也没有办法。
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我们加的电阻就是把电压拉到正偏移，如果是负的偏移，AD采集不到没办法补偿的。

回复【23楼】awfi
换抵失调运放会不会好点.
另,可以换成4个op07吗?

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换运放是个简单的办法，我赶紧去找找看。
OP07是单运放，没办法直接代换，得转接，最好是pin to pin 的。

cock 发表于 2010-10-3 19:16:17

估计很难解决，我建议用一小块PCB，放上四个OP07，SO8封装，加上调零电位器，作成一块厚膜电路，代替原来的TL084。
以前我看到你用TL084，就隐隐不安。但一想是台电源，应该能对付。没想到大家的口味这么刁。

awfi 发表于 2010-10-3 19:31:24

回复【25楼】cock
估计很难解决，我建议用一小块pcb，放上四个op07，so8封装，加上调零电位器，作成一块厚膜电路，代替原来的tl084。
以前我看到你用tl084，就隐隐不安。但一想是台电源，应该能对付。没想到大家的口味这么刁。
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这方法可能比较省钱.

kdtcf 发表于 2010-10-3 19:32:54

awfi 发表于 2010-10-3 19:33:12

OP07速度慢,不知能否应付?

kdtcf 发表于 2010-10-3 19:39:52

20楼说的运放失调有些吹毛求疵了，TL084的输入失调温漂是10uV/℃，就算变化范围30℃，那么10uV * 30℃ = 300uV，只有不到初始失调的十分之一，跟本就不用考虑这个问题。

yxzt 发表于 2010-10-3 20:33:15

25楼的办法可以考虑，春风有条件的话可以试试，我等拭目以待
另：也不是说口味刁，这个本来就是DIY的乐趣之一，没有最好，只有更好

yqjyy 发表于 2010-10-3 20:50:20

回复【26楼】awfi
回复【25楼】cock
估计很难解决，我建议用一小块pcb，放上四个op07，so8封装，加上调零电位器，作成一块厚膜电路，代替原来的tl084。
以前我看到你用tl084，就隐隐不安。但一想是台电源，应该能对付。没想到大家的口味这么刁。
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这方法可能比较省钱.

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出来了我也要订一块

wandy2010 发表于 2010-10-3 22:05:12

个人感觉小电流显示零点几mA的误差，1A有1mA的误差，可以接受了，其实比一般的3位破数字表都准了。

不论是控制，还是检测，软件补偿都是正常有效的手段。

wandy2010 发表于 2010-10-5 08:45:26

回复【18楼】yqjyy
我按图加3个电阻，刷修改版程序（20100924版程序研究修改电流显示分段补偿.rar），重新校准后，设定恒流1.000a，但实际工作时候电源显示1.004a，外接万用表显示1.000a，现在该采取什么措施？
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13楼的方法可以吗？

yqjyy 发表于 2010-10-5 09:21:51

回复【33楼】wandy2010
回复【18楼】yqjyy
我按图加3个电阻，刷修改版程序（20100924版程序研究修改电流显示分段补偿.rar），重新校准后，设定恒流1.000a，但实际工作时候电源显示1.004a，外接万用表显示1.000a，现在该采取什么措施？
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13楼的方法可以吗？
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这两天到湖北出差了，回去再试试，谢谢！

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