尝试设计一款廉价数控电源

washu

闻太师 发表于 2018-9-12 16:54
...这样一个电路，两只廉价的MOS管+一个廉价的运放，再加上一段不太复杂的单片机程序，就能基本解决运放失调的影响，算是"牛溲马勃"吧，花点心思还是值得的。
在别处暂时还没见到这样的用法，算是原创吧

这个叫做 Auto Zero（自稳零），我的 Voltgen 输入前置就是这样设计的，只不过我的 ADC 可接受（一定的）负输入，所以不需要一个加法器抬升输入电压罢了。此外，我的 Voltgen 还会将模拟开关往电压基准切换一次，用以消除放大器的增益误差。我在我的 Voltgen 帖子里也说过，这个设计在上个世纪 70 年代就很普遍了，我是参（抄）考（袭）了惠普 3455 型万用表的输入前端设计的



不止有微处理器的数字仪器可以这样做，模拟电路也可以，比如斩波自稳零运放就是这样设计的，斩波自稳零运放是用一个电容在输入模拟开关切换到 Analog Comm 的过程中存储运放输出的 Vos，然后在输入模拟开关切换到 Vin 的时候将电容反接到输出以扣除它，是用模拟的方式实现它。通过自稳零，运放 Vos 可做到 1uV 级别。

用数字方式实现是 70 年代高位数字仪器普遍的做法，当时的运放性能远不能和现在比，但比如万用表也做到了 5 位半、6 位半，分辨率达到亚 uV 级别，因此运放的失调很难用模拟电路消除，而且斩波运放有个问题就是带宽很窄，这会影响仪器的性能。但既然是数字仪器自然有微处理器，所以用模拟开关将输入前置放大器在输入信号和 Analog Comm 之间来回切换，并用微处理器扣除失调值成为普遍做法，当然一般仪表的 ADC 是正负输入的，所以不必用加法器抬升一下输入电压就是了。

现今运放性能已经很高，所以一般电路中就罕见这样的做法了（亚 uV 级高位表还是有，因此我的 Voltgen 也有），也许如你所说的，你这样设计是为了加深对运放的理解。以一般电源的设计目标而言，除非特意不用正负电源给运放供电，否则一个同样是非常便宜的 OP07 之类运放就能解决问题。LM358 是一个比较特殊的运放，它的输入电压范围可以低于电源轨，因此可以用于没有负电源的场合，这样的场合，诸如 OP07 之类廉价的精密*运放是无法使用的（同样接近或超过正电源轨的时候也无法用 OP07）。所以设计者往往出于目标选择合适的器件，而很少采用这种强求的设计。从性价比而言，显然在有负电源的前提下，这个场合用 OP07 性价比高于 LM358。

*这个精密是相对于 358 或 uA741 而言的，实际上现代运放性能已经高到 OP07 也不精密的程度，而且价格也很便宜了

bg1trk

闻太师 发表于 2018-9-12 12:50
TADC是配合热敏电阻采集散热片温度的，目的有二：
一是监控散热片温度，过热时报警，防止散热片不够大或 ...

看错了，因为不习惯运放的画法，Q3、Q5的作用一时半会没看明白。

稀饭放姜

闻太师 发表于 2019-8-12 12:11
我就是对着我帖子里上传的那个pdf图纸说的，没有第二份图纸。

我的意思是：R7（512欧）这个电阻可以不用，R4用512欧，对应的R6用5.12K欧就好了。输出电压== 横流值*512*10，

因为这个电流是已知的，那么可以算出来输出的假负载电流任何时候都是横流值，方便你数控电流的时候减去这个误差。

并且因为这个电流的原因，还可以让你的失调电压得到正方向的补偿，这样就可以用单电源处理了。电路可以更简化。

兰贵烦

等待出套件，

bg1trk

闻太师 发表于 2018-9-12 12:19
谢谢bg1trk版主鼓励，指点一下呗。

VADC的采样设计的巧妙，比用运放转换简洁多了
正琢磨把电子负载改成数控，-12V电源借鉴你的，谢谢。
TADC是采集温度吗？用做补偿还是风扇温控？

在读图，Q4、Q6这有点绕，运放的画法也不太习惯。回头转成另一个画法再仔细学习学习您的电路。

bg1trk

闻太师 发表于 2018-9-12 15:21
VADC这样设计的好处是少用一个运放并且不会引入运放的失调，坏处是缩小了一点小ADC的分辨率（F410的AD输 ...

花了点时间重新画图，电子开关的作用是对R1前后端分别进行ADC采集，然后算差值求电流。
初步这么理解，看来您为了对付这个失调电压没少头疼。

fshwen

这个设计够简洁，期待实验结果