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看到春风大侠和前方大侠做的数控电源, 也很想自己动手做一个, 于是从网上找来一些电路, 将其中的单片机改为
PIC18F4520(本人比较熟悉PIC单片机), 做了一个数控电源,不过这个数控电源, 只能说是数控电源理论联系实际的一个
电路验证实验, 缺少了电源的很多其他功能, 没法和各位大侠的电源相提并论较. PIC18F4520单片机有2路十位的PWM
输出, 16路十位的AD输入,本电源设计以简单低成本为原则, 争取数控部分的成本在100元以下, 本电源用PWM方式进行
D/A转换, 用单片机, 自带的AD做输入,在精度和线性方面比不上专用IC, 优点则是简单低成本,下面介绍这个数控电源
的一些参数指标和制作体会:
* 输入变压器是向工厂定制,200W, 两组15V*2，最高可输出60V交流, 价格100元. 问了几家工厂, 这种大功率的变压器,
一二个都可以定制. 根据网友的经验, 单片机工作电源单独由一个小变压器提供, 9V*2.
* 本电源是线性调节, 功率管的功耗很多, 所以散热器要比较大, 散热器的风扇是通过一个常开型45°C温控开关, 直接
接到电源上, 接法倒是简单了, 只是不知是否合适, 很少看过这么用的. 变压器次级输出有多个抽头, 根据不同的输出
电压, 用继电器接通不同的抽头, 以减少功率管的功耗
* 另外一个功能, 将输出短路, 利用电源的限流功能, 本电源则是一个电子负载.
* 输出电压 0--30, 步进50mV
输出电流 0--3A， 限流步进50mA
(从电路中看, 这个电路输出可以更大一些，原电路设计为40V/5A)
* 显示用LCD1602, 如果改用带汉字的LCD12864, 要50多元, 成本有些高了.
* 操作控制部分, 用二个按钮(电压和电流键)和一个编码旋转开关, 按一下电压键粗调电压, 再按一下电压键细调电压,
用旋转开关调节大小
* PIC18F4520含片内EEPROM， 电源加电时恢复上次断电时的设置值
* 单片机数控部分, 是根据设定的电压和限流值, 用PWM的DA转换方式,给运算放大器输出一个固定的电压值, 单片机不参
与输出电压的反馈调节功能, 单片机用自带的A/D转换, 测出并显示 输出电压/输入电压/输出电流, 同时显示设定的
输出电压/限制电流.
* 从电路结构来看, 单片机的地与输出电压的正端相通, 单片机如果不对外联系, 则没什么问题, 如果想从串口输出一些
信息, 则只能在改变电路结构之后再考虑.
* 本电源具备软件校正的功能, 输出电压控制/输出限流控制, 显示输入电压/输出电压/输出 电流, 都可以通过按钮操作,
进行软件校正.
* 关于显示精度
A/D转换的基准电压是7505提供的5V, 7805之前用一个7812稳压, 7085输出电压虽然离散大一些, 但相对而言, 如果
不考虑温漂的话, 总是一个固定的电压值, 通过软件校正, 输出基本可以达到要求.
* 关于控制的步进长度
单片机的PWM是十位, 也即有1024种不同值, 按可用80%计算, 如果40V输出, 40V/800-->50mV 限制电流:
6A/800--->7.5mA--->取整10mA. 这种步进长度, 达不到高标准的要求,只能说按低成本的原则, 只可以做到这样了
输出电压/电流的显示精度, 也是十位的AD转换, 计算与上述相似, 准确度与单片机AD转换的线性度有关, 从显示结
果来看, 误差小于5%.
* 关于电源的纹波的测试结果
用变压器15V交流输出, 经桥整流/滤波, 做本数控电源的输入, 输出接2欧10W水泥电阻做负载, 示波器接到负载两端,
限制电流调到5A(即不让限流功能起作用), 电压从1V 一步步调到5V, 示波器交流档, 测出有几豪伏的纹波, 电流从小
到大, 纹波波形和大小都没有变化, 由于没有第二个仪器做测试比较, 所以不能确定上述测试结果是否准确
* 关于电源的纹波PWM的稳定性
只前看到各位大侠对PWM控制方式有不同的看法, 以这个电路的测试结果来看, 本人以为用PWM的方法, 可以达到一个
比较好的结果, 虽然比专用D/A芯片有一些差距, 但作为一般的实验电源, 应该达到要求. |
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PIC数控电源原理图 (原文件名 IC数控电源原理图.jpg)
电源控制板 (原文件名:电源控制板2.jpg)
电源控制板 (原文件名:电源控制板3.jpg)
电源控制板和散热器 (原文件名:电源控制板和散热器.jpg)
功率变压器和小变压器 (原文件名:功率变压器和小变压器.jpg)
散热片和温控开关 (原文件名:散热片和温控开关.jpg)
输出纹波(2欧负载, 2A电流) (原文件名:输出纹波.jpg) |
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发表于 2016-5-10 23:06:18
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