自制20V 4A数控电源

barracuda · 发表于 2013-7-31 14:09:35

这是刊载在《无线电》2010年11期上的数控电源
目前X宝上卖的自制数控电源大多数是利用MCU产生PWM波形，依靠调整占空比调压
这个电源却采用高精度DAC产生基准电压，通过改变基准电压来改变输出电压，稳压功能靠运放实现
还利用ADC对输出电压、电流进行采样，用12864液晶屏作为显示
这个电源从上至下基本都是高端用料，基准源用的是REF191和198，DAC是TLV5618，ADC是ADS7841，
连运放都用的是AD620和OPA2277；可以达到很高的精度

参数如下：
输出电压0-20V可调，输出电流0-4A可调，带3.3V 5V 12V三档快速设置
可以工作在恒压模式也可以工作在恒流模式，恒压/恒流自动切换的

先制作控制部分，没有按书上单做控制面板
做了一个ATMega16最小系统板，把需要的接口引出

接上LCD，刷入程序，液晶点亮了，控制系统工作正常

这是做好的电源部分
设计用的是高精度运放OPA2277
但是手头上没有，所以先临时用常见的NE5532代替
散热器随便抓了一个P3的散热器做调试
调整管用的IRFP140，可以承受150W的散耗功率，用在这里很合适

焊上控制板

控制板细节，插着杜邦线的是液晶接口
上面两个没用的，左边是接键盘的
右边那5根针是预留的下载线接口，方便软件更新

ADC、DAC、主运放NE5532还有仪表放大器AD620用作电流采样信号放大

这边是整流部分
电源最大输出4A，整流管用的是常见的6A10
上面还有两个CR12AM单向可控硅用做输入电压切换
具体原理是当输出电压大于8V时，MCU输出信号使可控硅导通
两个可控硅作为桥式整流的两个臂将变压器24V绕组接入电路
当输出电压小于8V时，可控硅不导通
变压器12V抽头通过6A10组成的全桥为电路供电
这样就避免了输出低电压大电流时调整管功耗过大

组装好的电源，还差一个键盘没有装】

通电试机，液晶从上至下分别为：设置电压、设置电流、输出电压、输出电流、输出状态
可以看出，目前电源处于关闭状态，设置电压5V，电流500mA，输出全部为0

这是可以调到的最大输出
20V 4A

电压调到12V，接了一个12V 35W的射灯
因为变压器容量太小，所以没法满负荷试机
可以看出，电源进入了恒流模式，电压掉到8.55V，但是电流和设置电流一样

电源的显示精度还是可以的，这里输出电压显示其实
就是利用ADC采样，通过液晶屏显示出来
说白了就是一个电压表
但是，由于手上没有REF191，所以DAC的基准就不准了
可以看出，设置电压和输出电压是有差别的
过几天还得去买OPA2277和REF191

最后是电路图

5448 · 发表于 2013-7-31 14:53:59

做好了成本要多少？

yufenfei · 发表于 2013-7-31 16:21:32

是啊成本是多少啊？

wangxingbin · 发表于 2013-7-31 18:06:12

用开关电源代替变压器效率会不会更高点？

renhehe123 · 发表于 2013-7-31 20:51:16

看着不错。楼主厉害。

金泽 · 发表于 2013-7-31 21:06:19

理论很好，原件很少。

SUKUZI · 发表于 2013-7-31 21:12:34

能做这个的人一般不是人…………乃神人也

barracuda · 发表于 2013-7-31 22:39:47

5448 发表于 2013-7-31 14:53
做好了成本要多少？

真心不便宜，不过我用的都是全新的件，而且一次就买一两个价格也高
说下主要的：ATMega16 10大洋、LCD12864 30大洋、REF191,198各18大洋、TLV5618 33大洋、ADS7841 19大洋、
MAX660 10大洋、两个大电容一共12大洋、IRFP140 7大洋、可控硅CR12AM一共5大洋，剩下的就东拼西凑了。
后来发现，MAX660和ICL7660是通用的，花了冤枉钱。如果这些零件都买拆机的，那可以便宜很多。

mmyan66688 · 发表于 2013-7-31 23:27:12

真心说，楼主很强大很牛，建议出套件提供给坛友

5448 · 发表于 2013-7-31 23:45:33

目前这个价格做套件没有竞争力啊，162元的价格还不算杂项开支和楼主手工。如果低到几十元了，楼主先通知我哈

sunhaiyang · 发表于 2013-8-1 09:36:47

做工不错啊！

barracuda · 发表于 2013-8-1 09:40:42

套件肯定不会做的，毕竟这个不是我设计的，我只是照葫芦画瓢而已，如果有哪位坛友想DIY但是元件采购有困难我倒是可以帮忙。
后来算计了一下，X宝上便宜的全新12864只要10块钱，OPA2277可以用NE5532代，REF191可以从REF198处通过两个精密电阻分压解决。最贵的TLV5618和ADS7841都用拆机件的话可以节约一半的成本。

风雨123 · 发表于 2013-8-1 16:33:19

咋不见ATMega16的程序？

jbl4406 · 发表于 2013-8-1 18:15:33

用开关电源代替变压器，效率还是提高不了多少。这个质量好的变压器效率也有85%以上，开关电源一般也就90%左右。要想提高效率，就必须把这个传统的降压型的稳压电路改成开关式稳压电路或DC-DC变换器，这样就可以在稳压部分提高20%左右的效率。其实这个电路已经考虑到效率问题了，用了一个可控硅切换输入电压，在12/24v之间切换

赵工电修 · 发表于 2013-8-2 07:25:57

楼主，程序呢????????

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