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[工仪]0-30V,0-20A,0-200W数控直流电子负载(半成品,无教程) [复制链接]

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离线一瞬の空
 

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2017-01-25

事先说明,这是半成品,没时间继续了,也没时间写教程,就只有发图晒晒,看得懂的同学可以看着乐呵乐呵,看不懂的同学就当我装逼吧

方案:
显示:STC89C52+LCD1602(手头有闲置的89C52)
主控&功率:STM8S105K4T6+OP07+IRFP2907+20毫欧康铜丝+LM35

制图软件:Altium Designer 9.3
编程软件:KEIL 4;IAR

显示&按键板电路如图
包含串口(与主板通讯),指示灯,按键,旋转编码器,蜂鸣器,LCD1602和STC89C52


画好的板子截图




3D视图




我制板用的感光法制板,制板流程就不发了,直接上曝光好的板子


细节图,效果还是不错的



打上标记


板子整体图


腐蚀好了的板子,继续细节图




脱模后的板子,亮晶晶的,因为拍摄角度的原因,板子看起来有点泛白


再继续细节




然后Duang的一下就焊好了


烧进去程序试试能否正常工作(期间遇到了点小问题,关于51单片机引脚的问题,看来基础还是不扎实啊)


和STM8S103F3P6最小系统联调(两个编程软件开着,还要开两个串口监控软件,烦死个人)

联调吧基本的东西写出来了(后来发现后面的功能根本没时间写)








联调显示板的时候穿插着画主板,主板电路图

主板供电部分,单片机用的电源电压当ADC基准电压,所以我调了个5.12方便计算,也方便PWM模拟DAC,另外的7805是给屏幕什么的供电的,减小LM317功耗,增加电压稳定性(有没卵用我也不知道)

最小系统部分,三阶低通滤PWM

OP07供电电源,也是LM317和7805的前级

最核心的部分,两组分开控制,分开给基准,分开采样,分开反馈,分开校准.原因很简单,STM8S105的ADC只有10位,最大只有1023,有点不够,分开控制的话就可以让ADC变成11位的,也就是最大1023+1023
端子那儿的继电器起保护作用,电压过大,电流过大,功率过高或者管子过热都直接断开继电器,继电器也只起保护作用,平时开关由场效应管旁边的8050控制

这部分是风扇控制部分,为了防止风扇和继电器对系统的影响,这俩玩意儿分开供电(同样不知道有没卵用)

这里是LM35采样放大电路,放大5倍,环境增加1℃,LM35输出增加10mV,所以,按0V起算,增加到100℃时LM35输出为1V,放大5倍就是5V,刚好是单片机的满量程(后来发现并没有什么卵用,根本用不了这么高精度,去掉运放直接采集LM35一样可以正常运行)


然后附上主板与显示板通讯格式(因为在显示容量界面还要显示电压电流,字节不够,所以数据类型1和数据类型2由两个位判断)


然后就与愉快快的吧主板腐蚀出来了,同样用的感光+腐蚀,板子18cm*18cm,做起来真蛋疼


先放上看看感觉.散热器是闲鱼淘的CPU散热器,铜底座,铝(应该是)鳍片,电流采样用的2mm粗的康铜丝,阻值20毫欧,电流最大的时候(单根10A)为2W的损耗(可能买太粗了)


然后又Duang的一下焊接好了



然后和显示板接上试试

再用充电宝跑跑(当时没在实验室)

然后再看看卖相


六个运放,本来可以四个的



最左边俩接口是风扇继电器12V电源接口和变压器双12V输入口

俩接口,一个是串口,另一个是下载口

这里拍的是LM35和管子的距离,太远了....

场管和LM35都是直接加散热硅脂直接贴到散热器上的,所以散热器是输入端的正极,不能和其他电路碰到!

运放OP07

单片机STM8S105K4T6

78M05

LM317

7812

7912

12V整流用的DB107(手头只有这个)

背面埋2mm铜棒,一路埋一根


校准中(图中还没校准好)


然后测了下PWM波形
1/1023的波形,已经变形了都

输出占空比50%的方波

一阶低通后波形

二阶低通后的波形

三阶低通后的波形(也是运放同相输入端的波形,不知道为什么波形这么蛋疼,可能是低通滤波器没搞好,原件参数不对)


然后就愉快的测试啦,左边是电子负载的电源,右边是测试用的服务器电源,这服务器电源最大输出12V32A

调到最高20.00A,发现回读只有19.96A(万用表测出来也是),可能跟刚刚PWM低通滤波没处理好有关
电压偏低是因为线损,电压没单独采样.

设置20A,功率216W跑了一个小时,环境温度16度,管温维持在44度左右,估计管子结温有个60-70度,还行


最后,回家了,用自己的可调电源接上试试,跑30V5A



看看管子栅极波形

扯淡的波形



然后看看漏极波形

也比较扯淡....


测试的时候没试过低电压大电流,只测试过高电压低电流,不知道为上么,设置为0时总有10-20mA电流,后来发现STM8S105输出为0时,管脚还有很小的电压存在,放大过后就变这样儿了,也没法儿改了,也没时间改了
第一次搞电子负载,设计失误难免的,STM8也没学多久,也只有以后做的时候继续改进改进了

就这样吧,文件什么的我有时间再发.



[ 此帖被一瞬の空在2017-01-26 00:53重新编辑 ]
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