|
|
本帖最后由 fanwei700615 于 2020-2-12 10:44 编辑
过年本以为放十来天就上班了，但一觉醒来，就放到17号才上，我怕再睡下去，就退休了。
于是写一个帖子吧，分享一下电子负载的做法。
这要从去年说起了，那时候手机充电器坏了，但官网卖的太贵。自己做一个吧，于是去年做了个快充电路，但它最大输出PD 100W，我没有设备去测试，看了网上的一些电子负载，不是很合我意。我毕业时候在艾德克斯上班，对电源还算学了一点东西。索性自己做一个电子负载吧，也算是对得起所学了。
我做的电子负载基本是能用硬件控制就走硬件控制这个想法实现的，硬件实现闭环控制，stm32的UI界面只是一个电压，电流，功率的显示和设定还有一些基本的功能。另外支持TYPE-C快充输入，对指定电压诱骗（QC PD什么的），测试充电器性能。
因为电子负载相对比较简单，但LIST模式啊、触发模式啊什么的，工业电子负载的一些功能，，我都没做，大家就不要期待了。
我这边的DC电源最大30V，6A，180W；没法测试我实际做的电流极限，我就买了个航模电池（最大45A输出），还是格氏的，一两百买回来之后，测试出来电池最大26A输出，掺水厉害。
电池最大输出280W。没有更大的电源测试稳定性了。
MCU：STM32F103CB。
TFT: 1.3寸 240*240，走硬件SPI1，stm32f1系列spi数据手册写的是稳定在18MHz，但实际极限可以设定到36MHz,,刷新速度还是可以的。
ADC: ADS131A04,这个芯片还是在那做的一个系列的电源用到的，挺好的，直接用了。
DAC: DAC8552, 16位，双通道。
电压比较器：TL331,这个比较器不好，不是滞回比较器，震荡的厉害，后期调试很多问题都是这个导致的，但买都买了，将就用吧
VREF: REF3025 ,2.5V基准电压，对于电子负载这种级别的东西，精度够用了。
温度检测： DS18B20。
散热：玄冰400，RGB版本。
TYPC-C诱骗芯片：LDR6322，这个是申请的样片，淘宝上不好买。可以通过IO诱骗指定电压，人家公司销售跟我吹，SWITCH也用了这个。多说一句，淘宝上面很多快充检测模块，是单片机的DAC诱骗QC，FUSB302诱骗PD信息。当时我也想用这个方案的，但奈何这个诱骗芯片比较好用。
*1.3寸TFT比较好操作，没什么可说的，走的是硬件SPI，只是写了简单的显示字符串一类的函数，没有什么GUI的效果。
*ADC 的控制也是SPI，设定完采样频率什么的参数之后，ADC芯片会通过IO告知单片机数据准备好了，通过stm32的输入捕获捕获到信号之后，通过DMA采集数据，把数据做基本的滤波什么的。
*DAC 的控制也是SPI，但stm32f1只有两个硬件SPI，就模拟了一个。毕竟不是一直控制DAC输出。 DAC的输出稳定性，很大程度取决于参考电压的稳定性和地线的隔离。 后来当我进行老化测试的时候，发现板子太小，板子的发热对REF3025有一点影响。
*REF3025 输入输出做好隔离和滤波，稳定性还是蛮不错的。
*DS18B20没什么好说的，很常用的一个东西。之前做那个五路快充的时候，在一个总线上挂了五个18B20，这个代码如果有人需要，我可以贴出来。
*散热器，一开始用的AMD自带的散热器，奈何到了150W就扛不住了，那个RGB彩灯还是很好看的，下次做个迷你电子负载的时候再用上
后来花了180闲鱼买了个玄冰400。其实大家可以去淘宝买那种铝散热器，非常便宜，但上帝说要有光啊，于是上了RGB版本的 。
实际测试时候，散热还是很厉害的。
用的四路PWM控制的，电源是12V升压的。不得不说当时没有考虑风扇功率所带来的温度，我2.5V基准芯片就在旁边 
*TYPC-C诱骗芯片 没什么好说的，只是每次配置完后得等待几百毫秒，再去检测电压。
LDR_VSB0 = 0; LDR_VSB1 = 0; LDR_VSB2 = 0; //硬件复位
LDR_VSB0 = 1; LDR_VSB1 = 0; LDR_VSB2 = 0; //请求 5V
LDR_VSB0 = 0; LDR_VSB1 = 1; LDR_VSB2 = 0; //请求 9V
LDR_VSB0 = 1; LDR_VSB1 = 1; LDR_VSB2 = 0; //请求 12V
LDR_VSB0 = 0; LDR_VSB1 = 0; LDR_VSB2 = 1; //请求 15V(QC 协议无此电压)
LDR_VSB0 = 1; LDR_VSB1 = 0; LDR_VSB2 = 1; //请求 20V
这个电路在我DIY的T12烙铁电路里面工作正常，大家放心用。哪天我再发个帖子说明一下T12的温度检测以及控制方面的时序，之前示波器抓了几张图，大家看完马上就理解他的原理。扯的有点远了
这是我的正反面图片，电路有大量调试，比较惨
接下来说明一下四种模式：CC CV CR CW 。我没有设备进行校准，所以只能靠万用表校准 ，显示的数据大概看看吧。准备买一个34401，给做的一些电路进行校准。
注意：在原理图中的文字说明，因为后期电路都有改动，可能不准，以实际电路的放大倍数为主。
（1）CC模式 恒流模式
根据原理图可知，采样电阻根据电流产生电压，电压输入到比较器的一端和ADC的输入端；DAC的一路输出到这个比较器，比较器输出高低电平控制MOS。
运放用的是OP27，采用正负电压驱动，精度非常可以，价格比OP333贵些。
（2）CV模式 恒压模式 一定要是恒流源作为输入！！
根据原理图可知，电压采集电路输入到比较器的一端和ADC的输入端；DAC的另一路输出到这个比较器，比较器输出高低电平控制MOS。
（3）CR模式 恒阻模式
实测电压/恒定电阻 = 输出的电流，其实就是恒流模式。
（4）CW模式 恒功率模式
恒定功率/实测电压 = 输出的电流，其实就是恒流模式。
关于CC CV 有一点需要说明的是，恒压是反相施密特触发器，恒流是非反相施密特触发器。有个网页，大家可以参考一下。https: //wenku.baidu.com/view/88d1a654b42acfc789eb172ded630b1c59ee9b3b. html
这里面详细的描述了CC CV 的工作原理，以及参考电路，写的非常好。
之前我在测试MOS的时候，发现淘宝上好多卖假货的，功率稍微大一些，管子就击穿了。后来我一个搞电机驱动的同学，给了我一些10N180,IRFP4110，功率正常了。
现有最大的输出就是航模电池了，电路只测试到280W，，在DC源的测试时候，我180W连续测试了一天那样子，没用出现不稳定。
也就是说现在电路实际测试了电压最大30V,,电流最大26A,,功率最大280W 的情况。哪天我借来一个大型电源再测极限了。
唯一遗憾的是，没法给大家看诱骗快充电压的功能了，TYPE-C头扯掉了。。。当时我拉一个倍思的60W的充电器，可以拉到它保护，美滋滋。
电路图中虽然放了两个MOS，但实际上只用了一个，，如果是用两个还是独立驱动比较好。
还有什么地方需要我贴上来的，大家说一下即可。
结语：这一版是去年做的，是第一版，当初的目的是尝试着做出四种功能来，看着这RGB灯布灵布灵的闪，心里就美滋滋。接下来有时间的话，改良一下PCB板子，画的太糟糕了 ，加入USB HID功能，写个上位机去校准数据、控制功能、更新程序（估计没有几个月是写不出来的，因为不会写上位机，不会写怎么办呢，所以我准备学C# 。。我用QT的话，也能写上位机，QML很快功能界面就出来了，但换个不会的方法实现吧，据说C#实现HID功能贼麻烦，不过我喜欢 ）。
得空了，我再做一个100W版本的迷你电子负载，6cm x 9cm 那样子吧，主要是为了方便测试各种充电器、电池。 权衡一下成本和体积，那样就完美了。 也开源。
原理图在下面
|
本帖子中包含更多资源
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！
月入3000的是反美的。收入3万是亲美的。收入30万是移民美国的。收入300万是取得绿卡后回国，教唆那些3000来反美的！
|
[复制链接]
发表于 2020-2-11 11:32:09
楼主
，和楼主这个差不多，不过恒功率没做，多个MOS管均流也没调好。
