1、08年我發(fā)布的帖子一直關注度很高，我也因此而感到很欣慰。把鏈接貼上方便查看：/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=&bbs_page_no=1&bbs_id=3044我一直想再做一版更好的電源，可是一直事情太多就擱置了下來，最近事情不多，就抽時間做了第二版電源，我盡最大努力把它做好。我盡量詳細全面的介紹給網(wǎng)友朋友們，使更多的沒畢業(yè)的兄弟或者剛畢業(yè)的兄弟們也能參與進來。我們到底需要一個什么樣的電源呢? 我想基本上要做到如下幾點：1.要耐用，完善的保護功能，過流保護，過熱保護都要有，負載向電源釋放高壓浪涌也可以吸收掉，壽命長，能在零下20度到

2、零上50度環(huán)境長期工作。3.要精確，在恒壓時，就是我設定的是幾V電壓那輸出就是幾V電壓，在恒流時，我設定的是幾A電流那輸出就是幾A電流，我們不可能做到絕對準確，但是要把偏差做到最小，設定的電壓電流要和輸出的電壓電流的值基本一致，做到非常小的誤差。不管負載是容性感性或阻性的，電壓或電流都不變化，電源不振蕩。4.要有很強的抗干擾能力，想起公司有個電源就抗干擾性能就很差，當接上一個小電機負載時，顯示屏就亂跳了，根本看不清顯示的是什么，這就很讓人很不舒服，所以我在設計這款電源時也著重的考慮抗干擾的問題。3.電路要簡潔，我們業(yè)余DIY的沒大公司那么大的設計團隊，沒有大公司那么雄厚的資金支持，我們只能使電

3、路盡量簡化，使結構簡單而又不刪減重要的功能，盡量用現(xiàn)成的模塊，盡量用IC代替分立元件，使思路更清晰，抽出更多的時間來構想電路結構、精選元器件，做到“簡約而不簡單”。4.操作更人性化，更簡單，我發(fā)現(xiàn)用戶都不喜歡看說明書，喜歡拿來就用的產(chǎn)品，所以就盡量按照用戶的習慣來設計操作方式，哪怕方式很笨很OUT也應該尊重大部分用戶的習慣，總之設計就像按摩一樣，客人不是在欣賞你舞姿和歌喉，客人要的是自然而然、飄飄欲仙的舒爽感覺。6.功能一定要實用而不花哨，在工業(yè)現(xiàn)場經(jīng)常要聯(lián)網(wǎng)控制，所以就要加入串口通信功能。要有校準功能，用戶可以自己用儀器校準電壓電流。 電源基本參數(shù)： 輸出電壓：0-30V 輸出電流：0-4A

4、 電壓最小分辨率：0.1V 電流最小分辨率：0.01A下面我們就詳細的介紹這個電源吧，分模塊介紹吧，1.CPU和AD、DA的搭配上版電源是89C516 + AD7705 + MAX531 的組合，搭配還算可以，不過因為只有一路DA不能同時控制電流，可是恒流功能還是很實用的功能，如果再加上片MAX531就更騷包了，后來我認識了STM32，發(fā)現(xiàn)里面有12位的AD和12位的DA，并且增強型有兩路DA和3個獨立的AD，一個芯片就代替以前的3個芯片了，只是有點顧慮，感覺ARM里面帶的AD和DA性能到底能達到什么程度，那只有做出來才知道啊，由于電路太簡潔了，那就用它做吧，這兩天經(jīng)過測試效果非常令人滿意，很

5、線性很穩(wěn)定，其實本來想用STM32F103RCT6了，因為是64腳的，剛好我又不需要那么多的IO，可是后來發(fā)現(xiàn)沒有基準輸入引腳，內部把基準直接連接到模擬電源和地上了，穩(wěn)定和噪聲全靠電源了，以我的性格就是白送我都不用，還好有個100腳的STM32F103VCT6是有獨立的基準引腳的，那就寧可浪費IO也要高精度了，最后確定使用STM32F103VCT6了，再搭配個2.5V基準源MC1403，電路比較簡潔了。(原文件名:stm32.jpg) *STM32F103VCT6的詳細參數(shù)介紹內核：ARM 32位的Cortex-M3 CPU，最高72MHz工作頻率，1.25DMips/MHzFLASH：256

6、K字節(jié)RAM:48K字節(jié)供電：2.03.6VADC:3個12位模數(shù)轉換器，1s轉換時間,多達21個輸入通道,轉換范圍：0至3.6V DAC:2通道12位D/A轉換器DMA:12通道DMA控制器5個串口，8個定時器，CAN,USB,SDIO等功能，無比奢華，對于我這個電源是綽綽有余了，想了解詳細資料可以去ST看官方文檔。內部的12位的AD和DA剛好能滿足要求，經(jīng)過測試，線性和穩(wěn)定性都非常的好。2.基準源 MC1403是2.5V輸出電壓基準源，初始電壓誤差+-25mV，輸入電壓范圍很寬，4.5V-40V的電壓輸入范圍內都可以正常工作，工作電流1.2mA，輸出驅動能力是10mA，典型溫漂是10ppm

7、/，8個引腳中1腳接電源，2腳輸出，3腳接地，其它腳空，為了提高抗干擾能力，我把所有的空腳都接地了，應用起來非常方便，我們的AD和DA的基準電壓都由它提供。 (原文件名:MC1403.gif) 3.人機界面LED顯示顯然不如LCD點陣顯示的內容豐富，但是考慮到電源的工作環(huán)境可能很惡劣，LCD的高溫和低溫性能都很差，所以就選擇數(shù)碼管顯示了，LED具有壽命長、顯示角度寬、醒目、工作溫度范圍寬等優(yōu)點，可能現(xiàn)在大部分電源廠家仍然選用數(shù)碼管顯示也是這個原因吧。屏顯示分左右兩組數(shù)碼管，各4位顯示，左邊4位顯示電壓，右邊4位顯示電流。工作中經(jīng)常使用數(shù)字示波器，發(fā)現(xiàn)旋鈕調節(jié)連續(xù)加減值比按鍵爽多了，那就用旋轉編

8、碼器調節(jié)電壓和電流，另外還有5個按鍵，要有OUTPUT功能，防止上電時不知道上次關機時的電壓和電流是多少，直接輸出容易燒壞負載，那么上電時就先顯示設定的電壓和電流，輸出是關斷的，如果合適就按下OUTPUT鍵打開輸出，如果不合適，就調節(jié)到合適的電壓電流后，再按下OUTPUT鍵打開輸出。應該有個獨立的校準按鍵，可以隨時校準電壓或電流，其它功能還沒想起來。電壓顯示下面有兩個發(fā)光二極管，它也是來指示當前旋鈕調節(jié)的是對應哪個位，一個是1V步進指示,另一個是0.1V步進指示，按一次旋鈕切換一次。電流顯示下面也有兩個發(fā)光二極管，它來指示當前旋鈕調節(jié)的是對應哪個位，左邊的是100mA步進指示，右邊的是10mA

9、步進指示，由于只有一個旋鈕，那當前調節(jié)的只能是電壓或只能是電流，由另外一個按鍵切換恒壓調節(jié)模式和恒流調節(jié)模式，那就是4個發(fā)光二極管同一時刻只有一個是亮著的，這時旋鈕調節(jié)的就是對應的位的模擬量。(原文件名:焊接完的面板正面.jpg) (原文件名:焊接完面板背面.jpg) 5.關于交流電壓切換上一版電源網(wǎng)友 yanjian 提出：“變壓器抽頭更多一些.繼電器更多一些. 這樣就可以更好的解決調整管散熱的問題. ”，其實我也發(fā)現(xiàn)功耗確實太大了，所以我這次交流輸出電壓用了4個繞組，通過4個繼電器切換電壓，4組電壓分別是2V，4V，8V，16V，用4個繼電器實現(xiàn)各種電壓切換組合，實現(xiàn)0V- 30V每2V步

10、進調節(jié)，就是送給功率管的電壓先來個粗調，保持調整管輸入電壓始終比輸出高幾V，很好的解決了調整管散熱的問題。4個繼電器都不吸合時輸出電壓0V，保證保護時和剛上電時切斷供電保護后級。繼電器吸合時對應的繞組輸出電壓，和其它的繞組串聯(lián)，需要注意的是變壓器輸出繞組串聯(lián)時相位要對應，相連的兩個繞組的端子的電壓相位是相反的，就能保證串聯(lián)起來電壓是各個繞組之和。(原文件名:交流電壓切換原理圖.jpg) 6.功率管選用選用大功率PNP達林頓管TIP147，兩個管子并聯(lián)，TIP147的放大倍數(shù)是1000，這樣我們輸出最大電流是4A，4A/1000 = 4mA就是說4mA的驅動電流就可以輸出4A電流了，不過考慮到資

11、料里標稱的1000倍是靜態(tài)參數(shù)，動態(tài)時增益會下降，我們把余量開大點，給它個30mA的最大驅動電流足夠了，驅動它的管子就可以不加散熱片了。用PNP管子有個原因就是Ib電流是不經(jīng)過負載直接流向地的，很好驅動，做到最低1V的壓差還可以工作，就不像NPN型管子需要比輸出端高幾V的電壓來驅動，得單獨提供高電壓(原文件名:TIP147.png) (原文件名:并聯(lián)后的調整管.jpg) 7.運放選取上一版電源一個騷包的AD620就20多塊錢，實在是浪費，這次就給它給去掉了，這次只用一片4運放TL084就夠用了，連OP07都省了，雖然有些參數(shù)TL084比不上AD620或OP07，不過在這個系統(tǒng)里面足夠了。8.防

12、止上電和斷電時電壓失控的措施在上電時，運放和CPU都還沒供電正常時，整個電路狀態(tài)非常不確定，這是很容易輸出一個短暫的高壓脈沖出來，對負載可是個不小的沖擊，所以我加入了光耦構成的調整管Ib電流開關電路，光耦驅動是3.3V電源供給的，就是說3.3V電源沒加電時光耦不導通，調整管關斷，輸出電壓為0，CPU復位前IO口是高阻狀態(tài)，光耦沒有驅動電流，輸出電壓也為0，CPU復位后，進入正常工作后檢測來自91腳正常的交流電過零脈沖后才拉低光耦使能調整管的Ib電流，打開輸出。在系統(tǒng)突然斷電時由于主電源濾波電容有10000uF，運放和ARM供電首先下降，這時也容易使輸出電壓失控而出現(xiàn)一個短暫的高壓脈沖，不過因為

13、有91腳的交流電過零脈沖檢測，在突然斷電時，這個脈沖就沒了，當CPU檢測不到連續(xù)的脈沖時就認為是斷電了，就立即關斷光耦，切斷輸出不至于在斷電時出現(xiàn)高壓脈沖而沖擊負載。(原文件名:光耦構成的關斷輸出電路.jpg) 9.串口功能加入串口方便通信，用光耦隔離，隔離外部的干擾，同時也不與總線共地。波特率由主板上面的撥碼開關設置.串口主要要實現(xiàn)的功能是：設定電壓電流值，讀回當前電壓電流值，控制開機關機等功能，還可以給CPU燒錄程序。(原文件名:隔離的串口接口電路.jpg) 10.散熱系統(tǒng)九州風神的貝塔10是電腦CPU的散熱器，散個100W的功率完全沒問題，余量充足，用在這里我們用CPU控制，CPU有溫度

14、檢測系統(tǒng)，熱敏電阻貼在散熱片上面，當檢測溫度過高時，CPU啟動風扇吹散熱片，這時散熱效率相當?shù)母?，如果電流很小，散熱片溫升很低時，風扇不會啟動，也能少制造點噪音，同時也延長了風扇的壽命。調整管是墊了硅脂就直接裝到散熱片上面的，有利于減少熱阻，加一個硅膠墊或云母墊會有10的溫差，而且散熱片和別的電路也沒有連接，整流橋雖然也在散熱片上，可是整流橋是絕緣封裝的，所以這樣管子更安全了。本電源最大電流4A，整流橋有2V壓降，整流橋就消耗8W（2V*4A=8W）的功耗，顯然必須得加散熱片，就同功率管一塊安裝到散熱片上面了。(原文件名:散熱片1.jpg) (原文件名:散熱片2.jpg) (原文件名:給散熱片

15、攻牙.jpg) 11.環(huán)?？偣β?50W，輸出有6個繞組2V、4V、8V、16V繞組：電源的主供電繞組，本電源輸出就是由這個繞組供給雙14V繞組： 繞組供給運放電源及CPU系統(tǒng)等電路8V繞組： 供給串口隔離部分(原文件名:變壓器原理圖.jpg) (原文件名:環(huán)牛1.jpg) (原文件名:環(huán)牛2.jpg) 12.過熱保護 熱敏電阻安裝在散熱片上面，CPU采集熱敏電阻上面的電壓來采集溫度，用來確定是否打開風扇和是否進入過熱保護狀態(tài)，一般超過 60的溫度就開啟風機，超過85就關閉輸出和切斷交流輸入。 (原文件名:熱敏電阻.jpg) 調試接口是SWD接口，只要4根線(原文件名:SWD連接.jpg) (原文件名:把功率管安裝到散熱片上面，要涂硅脂.jpg) (原文件名:調整管和整流橋散熱片安裝面.jpg) (原文件名:空PCB1.jpg) (原文件名:空PCB2.jpg) (原文件名:主板還沒焊完.jpg) (原文件名:焊好的板子背面.jpg) (原文件名:焊接完正面.jpg) (