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[电源]给水果白光DIY一个配件(电压源) [复制链接]

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离线ezj2008
 

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2017-08-21

声明:本可调电源只能调压,不能恒流,为了小体积便携性使用,精度不高,为了坛里交流学习发帖,喷者请绕道。
下面言归正传
去年用二手剪线水果笔记本电源做了个白光烙铁,比我之前用的普通内热好用多了,当初做白光时,买的5芯航空插头,白光只用到了3芯(正极,负极,接地),还有2芯,琢磨做个可调电源,一块电源,2种用途,体积还小,说干就干,断断续续做了大半年(都是抽空干的,加上今年上半年公司业务超级多,耽误了不少时间用来加班),终于快要完工,发到坛子上,供参考,说下这个可调电源的特点吧:
1. 主控LM2596,比较成熟的芯片,最大35V输入,最大电流3A,二手水果电源输出24V1.87A,2596足够胜任, 所以可调电源的输出就定为1.23~23V,电流0~1.67A,据说2596没有短路保护,网上研究了几个继电器保护电路,都不理想,没办法,用单片机监测吧,虽说有时候死机就失保了,但在没有更好短路保护电路之前,算是暂时的保护方法吧,监测原理,当监测到电流超过1.67A之后,拉高2596使能脚,关闭2596输出。为什么为1.67A呢,是因为采样电阻用了两个0.3欧并联的,采样电阻最大压降允许0.25V,故0.25/0.15=1.6666667,至于为什么采样电阻最大允许压降0.25V,请看第三条。
2.电压测量,采用单片机自带的10位AD,最小分别率23/1024=0.02V,对付一般常用调试,精度足够,利用串联电阻分压的方法,导入单片机,并增设稳压管保护,防止电压失常
3.电流测量,用了一片AD8211,说白了就是一个分压放大器,两个采样端最大允许0.25V,超过就不能测量,用这个元件的好处是可以将采样电阻的阻值降到0.15欧姆,这样在采样电阻上的压降就最大只有0.25V,而且采样电阻上的功率也很小,只需要普通的贴片电阻即可,而且这个8211可以将采集的压降放大20倍输出,进一步保证精确度,之前方案,也想过用功率电阻,无奈精度和体积是个大难题,8211网上淘的,4.5元一片,sot23封装,比较肉疼的元件
4. 显示部分,为了显示更多内容,淘了一片0.91寸的oled,用来显示电压电流,以及读取出来的AD值,oled有iic接口和spi接口之分,本次采用的是spi,所以线也就多了几条,oled屏除了字小了点外,比普通cog液晶对比度高多了,很舒服。
5. pcb,找厂家打板子,浪费太严重,就用一块的情况下,浪费9块,柜子里已经积攒了好多样板了,所以本着节约的原则,本次自己做pcb,激光打印,热转印,刻蚀,上绿油,钻孔,飞线,一块pcb就完成了,这是第一次上绿油,做的不好,嗮太阳方法曝光,曝光度老是把控不好,马马虎虎吧,宁可曝光不足,也不能曝光过度,不然焊盘都给绿油盖住了。
6. 调压方式,当然是可调精密电阻了,电路可以省不少事,但是体积和寿命也是个问题,后面空了再考虑做一版旋转编码器调节的,这是后话了
7. 供电,这个供电指的是单片机和oled的供电,之前考虑不周,用的是电阻降压到12V左右,然后通过7805的方式,后来发现7805和电阻烫的厉害,达到了70多度,看样子oled也是个用电大户,加上大压差,7805也受不了,所以最后也改成LM2596-5供电了,此处2596是固定5V输出的,主控2596是可调的,adj版本的,注意分清楚哦
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8. 精度,做电源最关心的指标之一,采用TL431做基准源,来校准采样电压,手头没有高精度的仪表,只有一把优立德的UT118,测量电压平均相差0.02V左右,也就是一个AD值(分辨率),有时候会相差0.04~0.06V,这种情况很少出现,由于分压电阻存在的精度误差,这个精度也是完全可以接受的。电流的话由于手头没有电流表,负载了一个200欧的电阻,通过电压/电阻的方法,计算出的理论电流和实际测量电流大概有±0.002mA左右,差不多也是一个AD值(分辨率)的误差,基本上做到10位AD的极限了,想要再提升精度,只能换更高位数的AD器件了
9. 稳定性,网上搜索了好多短路保护电路,有继电器保护法,有运放比较法,试了下继电器法,效果不是很理想,只有输出18V以上时,才能启动保护,低电压没法用,索性去掉保护电路,采用单片机监测输出电流的方法,水果电源最大输出1.87A,设定输出1.67A,当电流达到最大设定1.67A时,关闭2596,停止输出,来实现过流保护,据说2596有个死扛的脾气,即过载了死扛,扛不住就死,这里就是利用这个脾气,先让他抗一会,再让他歇
10. 共同学习共同进步,发帖发彻底,原理图和程序当然也要上传,欢迎各路高手指正
文字说了一大堆,接下来上图,无图无真相么。

原理图

热转印做的pcb,绿油没把控好曝光度,差强人意

过载保护

本想发个正面照片,胡了

装配,万能的热熔胶搞定

几组电压值对比






不带载时,AD8211会有一个悬浮输出,即电流为0时,也有一点输出,当电流增大至一定时,输出会比例变化

带载200欧电阻

计算公式推导,确定程序计算系数,红色部分是第一次推导,黑色部分是第二次推导,以黑色为准

推导电压系数12200



最后来张全家福吧

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