尝试设计STM32+XL2596数控电源

bg1trk

闻太师 发表于 2019-12-2 10:23
方案1：
U7C等组成加法器，该加法器有两路输入：一路输入来自滤波后的PWM，用于实现MCU对2596输出电 ...

您这完成度很高了，我现在的进度是还处于纸上谈兵阶段，不敢说指正。
这下看清楚Q1的作用，是用来产生CC、CV判断信号。它直接串在控制回路里，个人感觉还是拿掉踏实一些，如无必要勿增实体。可否考虑把D4替换为一只光耦，用它内部的光电管产生判断电平，这样可完全避免在控制回路上动手脚。
原来的图看不清，还以为没考虑采样电阻压降。对采样电阻压降的补偿手法挺特别，学习了。这块我用的是常规动作，实地，反向放大检流电阻压降。买了两块霍尔电流传感器，曾考虑用它，犹豫再三还是否了，怕干扰。
CV控制这块发现不稳定，为何没加个积分电容？我的实际电路如下：

红圈里的电容，以前做电源时您是用过的，漏画了？
搭的验证电路，C12用0.1--0.47U，都未出现不稳定的情况。
认同您对不稳定原因的分析，个人感觉先把积分电容加上，先解决U7A的1脚电压剧烈跳变的问题，再看看。
方案二这个反馈和控制复合在一起的结构还是第一次见，一时半会还体会不出精妙，再学习学习。

编码器这块我只用了一个，电压、电流设置共有六个调整位，用编码器的按键循环选中调整位。选中位的现值与一个中间变量做加法，中间变量值在编码器某脚触发的中断里处理，处理过程其实就是计数器的现值-原值。上一个数控电源就是这么处理的，直接移植过来。画板子时预留了3、4个按键接口，一个用来开关机，另外俩还没想好干啥用。

bg1trk

闻太师 发表于 2019-12-4 10:56
方案1尝试加大CV运放的积分时间常数，稳定性大大改善，用示波器交流档看到的是较好的三角波，直流档看 ...

临时又把验证电路搭起来，看看有没有您说的不稳定的问题。地摊图：



DC-DC部分用成品板改了改，引出需要的节点通过插针插到运放板上。黄圈内是一块LM358做CV控制，积分电容0.1UF，时间常数0.1mS。


DC-DC板输入电压15V，升压状态，输出30V时的波形：




降压状态，输出9V时的波形：



积分时间常数0.1ms--0.47ms，工况未见明显变化。运放输入、输出端都未见震荡，显示为几毫伏、几十赫兹的正弦波，疑为探头引入的工频干扰。
咱俩DC-DC用的拓扑不一样，测试用的板子开关频率实测420KHz。

fshwen

哇又有好作品，观摩学习

bg1trk

闻太师 发表于 2019-12-13 11:12
趁今天有空，又微调了一下方案1，波形已经和方案2几无差别了。

不错不错，越来越象样了。

我这最近进度不大，还停留在画板阶段，数控板完活，DC-DC板基本布通，还需完善细节，顺便做了彩屏的转接板。


上次您说结构问题，我这的结构做成两块80*45的板子，数控板和DC-DC板通过6P、5P两排插针相连。
组装好后是三明治结构，第一层是突出的显示屏，预留了两种接口，可接0.96寸的OLED小屏或1.77寸的彩屏。
第二层是数控板，预置了温控风扇驱动电路、引出了几根I/O预留为继电器控制，意思是做成通用的控制板，线性电源改数控也可以用这块板子。
第三层DC-DC板，预留了CV、CC电位器接口，不接数控板时就是块普通DC-DC板，可单独工作。MOS管用TO220或247封转的管子，“超大号”电感，争取把电流做到10A以上。

做好后大概是个80*45*50的立方块，可以方便的装入通用塑料机壳内。慢慢弄吧，画封装画的头痛。

ssckb

两个电源高手，讨论得越多，对我们看客的帮助越大。

bg1trk

闻太师 发表于 2019-12-14 06:59
lcd直接贴在数控板背面怎么样？

我上次说做成三块板:单片机＋ad＋da一块，cv＋cc控制一块，dcdc一块， ...

本来是在数控板背面放个PFC连接器，屏幕排线插在连接器上或是直接焊在板子上。但是这样弄的话因屏幕下凹，与机壳面板不在同一平面上，安装到机壳上时不太好处理，思来想去还是单独做块转接板方便一些。

我这把DC-DC和CC、CV控制挤一挤放在同一块板上了，能做到与数控板尺寸一致，方便安装，需要不同的电流时更换MOS管和电感即可。您这再细分的想法挺好，应用更灵活。

bg1trk

闻太师 发表于 2019-12-14 11:13
我想起两个问题，讨论一下
1. 我的方案1cvcc是通过二极管＋下拉电阻组成的或门控制2596的，刚上电时因输 ...

第一个问题，运放的“动作”过程和您说的相同。FP5139内部PWM比较器有2个正输入端，一个与误差放大器相连，另一个外接缓启动电容。刚上电时因前面您说的情况，误差放大器输出为高，PWM比较器会改为与缓启动电容上的电压作比较，逐渐升高输出电压直至稳定。缓启动过程避免了上电时电压突升的情况发生。

第二个问题，FP5139有个BR/CTL引脚，此引脚控制外接MOS驱动电流的大小，断开此引脚无驱动输出。SEPIC拓扑的输入输出端隔着一个电容无直流通道，电路不起振时无论MOS是开通还是截止输出均为零，这个特点可使BR/CTL引脚还可用作芯片的Enable/Disable。这个引脚对地接了个三极管，开关信号来自单片机I/O。单片机的定时器配置在硬件初始化函数内，系统上电后，硬件初始化函数执行完毕后既有电荷泵的驱动脉冲输出，之后再延时一段时间待电荷泵稳定输出负压后，再拉高三极管基极电位，使5139开始工作。这样就避免了上电时因无负压造成系统紊乱的问题。
DC-DC板上设了一对短路焊盘，单独使用或要求不高时，运放用LM358，此时可短接短路焊盘，将负压线接地。配数控板且CC精度到mA级别时，运放使用OPA2277等高级货，此时断开短路焊盘启用负压。