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【我是工程师第三季】自制电子负载V3版了,,,,,,
阅读: 17575 |  回复: 117 楼层直达

2017/03/08 23:31:16
1
xd285070[实习版主]
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LV6
团长
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宝箱升级喽!开启探秘地宫之旅!

  【有奖DIY】工程师本色上演 设计征集活动



设计规格:3-500V,最大200W,最大8A,CC,CV,CCV电子负载模块

高压输入冲击了一天一夜,么有事,历时2个月,终于是确定硬件了,不容易啊,一步步调过来,到处的都是坑

--


:V3版模块输入端加了共模电感,以防止输入电源太渣或者多模块并联的时候,相互影响

:功率模块的小板,对安装焊接mos的焊盘做了长槽处理,这样坏了换起来比较方便

:通信小板基本么有改动,只是加了个电源端子给面板

--

V3版,模块原理图(面板还么开动):东儿负载--V3版原理图.pdf

--

面板按键的供应商也终于开始打样了




8位微处理器兼容,双缓冲D/A转换器 面向自动PFC的电容组控制和HMI子系统 SIMPLE SWITCHER 60V,3A降压转换器,40uA Iq
30V N沟道MOSFET -55至150 智能电子式电表的3.3V低成本非隔离离线转换器 3.5 - 36V 2A、3A 低静态电流降压转换器
4.5V至17V输入,6A同步降压SWIFT™转换器 太阳能电池充电高效同步开关模式充电器控制器 具有 40μA 静态电流的 SIMPLE SWITCHER® 降压稳压器
2017/03/08 23:36:51
2
td大炮台[实习版主]
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LV4
连长
都不贴原理图的啊
2017/03/08 23:49:49
3
xd285070[实习版主]
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LV6
团长

原理图还没画,也就这几天了。

先上个总的结构图

2017/03/09 07:35:02
4
世界真奇妙[实习版主]
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LV8
师长
M9715B的精度是万分之五,所以天价,没有必要。电源工作时要发热,一般电源的热温飘比0.05%至少大一个数量级。这种电子负载,烧钱!
2017/03/09 15:49:15
5
xd285070[实习版主]
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团长

只要是500v的负载都贵,精度其实老化并不需要太精确,只是要不容易坏,美尔诺这个牌子,还是可以,拆了,看了下里面的结构,并没有使用多昂贵的器件,最贵的应该是里面有个50块的dac了,具体电路就没分析了,看了下散热结构,应该是60*60*200的150w散热,所以后面搞散热片的时候,就这么办

2017/03/10 15:23:53
6
逆器电源
电源币:108 | 积分:23 主题帖:12 | 回复帖:114
LV6
团长

支持支持

~~

2017/03/10 17:54:49
7
xd285070[实习版主]
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LV6
团长
功率模块原理图已出来,没问题,就开始画板,做首样了
2017/03/10 21:41:47
8
qinzutaim[版主]
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LV11
统帅
期待楼主大作!
2017/09/23 11:00:40
111
maozheng110
电源币:1 | 积分:4 主题帖:14 | 回复帖:4
LV3
排长
我们用的maynuo  M9710  150V  150W 挺好用 挺方便
2017/03/11 15:29:06
9
Temo
电源币:232 | 积分:13 主题帖:6 | 回复帖:64
LV5
营长
我也想要一个
2017/03/16 00:42:33
10
xd285070[实习版主]
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LV6
团长

2017-3-15更新:更新了关机电路,把单片机通信速度提高了110k,确定了散热结构,原理图暂时不更新了,等pcb画完了在更新吧,基本是边画边改。

打算用的结构

首样用的散热片

2017/03/17 01:48:16
11
xd285070[实习版主]
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团长

2017-03-16更新:PCB总算是连通了,单片机采集了电压电流,目的是此模块,稍微加个简单的显示板就是一个恒流恒压的200w电子负载了。后续优化PCB后,在整理原理图




2017/03/18 02:37:53
12
xd285070[实习版主]
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LV6
团长

2017-03-17更新:PCB已经绘制完成,丝印对应原理图,把2侧安装mos的板子一画就可以打样了拉!

原理图:3-18.pdf

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2017/03/18 15:44:41
13
左边是海720
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LV5
营长
楼主画的板子真是漂亮!
2017/03/18 20:42:55
15
xd285070[实习版主]
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LV6
团长

,其实很乱的哈,我都不知道能不能正常工作,哈哈哈哈,打样回来再说了。

2017-03-18更新:画了散热片2边的mos小板,在此,基本大体的PCB就已经完成了,至于面板,这个不慌,先把模块调试OK了在画也不晚,明天整理BOM,就开始买元件了,哈哈哈哈

2017/03/28 16:25:34
23
qnwg
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LV4
连长

大善!

散热器的链接方便给一个么,淘了好久没有发现一个中意的,我现在也在折腾一个2.5KW的电子负载,准备300W左右一个散热器,用8038的风机,谢谢!

pcb搞了3次,电位器调节,基本能用,还要在画,也准备上单片机。

2017/03/28 23:41:23
26
xd285070[实习版主]
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团长
哈哈哈,我也是看了大半圈淘宝,满意的真没有,这个稍微好些,看那些电子负载都是定做的散热片,这个散热片我还没验证,不过感觉,200w。应该问题不大,散热片连接:https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.SyNHsb&id=38929157866&_u=smkq4im0218
2017/03/31 13:17:06
36
qnwg
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LV4
连长

万分感谢,谢谢!!!

刚刚去看了,他们的散热器完全符合我的要求啊,再次感谢!!!

2017/03/18 16:59:55
14
18922901145
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:13
LV1
士兵
很厉害
2017/03/18 20:43:05
16
xd285070[实习版主]
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团长
希望一次成功,哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈
2017/03/18 23:30:12
17
qinzutaim[版主]
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LV11
统帅
最重要的是记得来更新帖子!
2017/03/19 13:45:39
18
xd285070[实习版主]
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团长
主板237个元件,物料品种差不多90种,偶买噶
2017/03/19 19:42:48
19
xd285070[实习版主]
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团长

买买买!首样需要的元件,没有的基本都买齐了,朋友打样的变压器,到时根据变压器,调整电路配合变压器了,基本帖子要得到样机调试在更新了,希望OK。

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2017/03/20 01:41:46
20
xd285070[实习版主]
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团长

软件,这个要同学帮忙写了,一共有2个板子,一个模块本身的单片机,还有个人机界面的单片机,假如,假如后期,效果好,可能还要写个上位机

目前模块上的单片机,初始版本的流程图已经写完,待同学,写出来以后,变调试变改了,可以说一下后面的人机界面,那个面板打算采样有线usb键盘作为按键,3.5寸的TFT作为显示,目前有线usb已经调试完毕~~~

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2017/03/24 14:39:07
21
xd285070[实习版主]
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团长

2017-03-24更新:板子已回来,打样以后,有吧板子修改了下,通信输出改到了28脚,光耦换成了高速的,通信端子换成了2.54的,可惜昨晚同学写程序的发现控制风扇的脚和pwm转DAC的脚pwm通道重合了,这个只有稍微PCB实物调试改一下了,小板部分,也要割线,在mos的s级串二极管做防反接,还有一部分元器件没到,到了以后就开始焊接调试了。

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2017/03/27 16:23:45
22
左边是海720
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LV5
营长
看来楼主有望实现自己的梦想了,我也手痒痒了,楼主成功了能否提供下资料呀!
2017/03/28 23:47:37
27
xd285070[实习版主]
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团长

资料这个可能就只有最后完整的原理图了哦,PCB和程序这个确实没办法提供

现在还没开始调,如果到时调试没得问题,可以出点套件吧,自己做一点点,价格真的很高,光快递费都要上百。

我自己是要做个10来个模块,2000w的样子,然后群里面的一些朋友也有要做的,可能加起来有个30,40套了吧,这样子发贴片机加工会便宜不少钱

2017/03/28 16:53:26
24
qnwg
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LV4
连长

原理图下载了,谢谢!

感觉mos这样驱动,会不会速度偏慢了震荡啊?

2017/03/28 16:57:08
25
qnwg
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LV4
连长
我也想不通电子负载为毛都这么贵,一个3KW的两三万,吓死了。
2017/03/28 23:52:32
28
xd285070[实习版主]
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团长

驱动应该还好吧,我最担心的就是到时三极管恒流mos,mos电流误差太大,高压输入的时候,功耗不平衡,给烧掉了。

商业的确实是贵的离谱啊,成本和售价那比例也差的太大了,特么是高压电子负载,一个600w的,二手都要,4,5k,哎,买不起,,,,

最近在搭平台,还么搞好,同学程序也还没写完,所以就没调,等几天的样子了

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2017/03/30 00:21:06
29
xd285070[实习版主]
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团长

2017-03-29更新:收拾了几天,工作平台总算是好了

板子开始调试:

第一步肯定是调试电源诺,好消息是,能工作,坏消息是变压器变比设计错了,,,,,,,,,

4通道的示波器确实要方便一些,一次性测完,今天就到这里了,明天把变压器拆掉,重新绕一个在带载测试了

3v作为基准源,也是单片机的供电,前面输入选LLC作为电源,看起来是明智的选择,纹波毛刺小!

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2017/03/30 14:11:19
30
ruohan
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LV9
军长

你供电是24V 的,AD633是起到什么作用的

 

2017/03/30 14:37:45
31
ruohan
电源币:3 | 积分:9 主题帖:44 | 回复帖:1031
LV9
军长

你开关驱动那部分做的实在看的费劲啊,

 

2017/03/30 14:46:03
33
xd285070[实习版主]
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团长
那个是,有时序关系在里面,我也是觉得有点费劲,效果这个只有等实际还没测试了才知道,里面最核心的就是用三极管的BE级电压去平衡每一个mos管的电流,达到平衡功耗的目的,按道理三极管封装在一个晶元里面参数匹配应该是完美的,也要实际看效果了
2017/09/13 17:03:15
110
wsyy1998
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LV4
连长
这个能否简单讲解一下。看不明白
2017/03/30 14:41:47
32
xd285070[实习版主]
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LV6
团长

是的,24v供电,12v 模块多了以后电流太大不好办。

AD633是乘法器,做硬件过功率保护用的

比如在CC模式下,单片机可以通过算法限制过功率,但是当输入电压突然变高等意外状态下,单片机反应不过来的时候,既有可能造成mos过功率而损坏

CV模式下是要限制mos的最大电流的,也可以通过单片机算法实现,但是也存在电压突变损坏模块的可能,所以一个完整的硬件过功率保护是非常有必要的,虽然那个ad633,10块钱一片!

2017/03/31 00:27:23
34
xd285070[实习版主]
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LV6
团长

2017-03-30更新:今天改了下变压器,手里也没这么细的线,就将就原来的线拆了在绕,初级15圈,12v输出19圈,负5v输出8圈,但是手里没有普通磁芯,只有高导的磁芯,有忘记磨了,所以变压器初级电感有点大,500uh的样子,漏感还是一样的小0.65uh,但是,但是,这并不是说不能工作,焊接上去以后,12v 带100个ma

额,不是全部软开关,有一点硬,这个要是装普通的磁芯应该就好了,谐振电容波形有点不正常,这个是漏感太小了,开关频率远远低于谐振频率导致的,但是,他还是能工作,那基本电源算是没多少问题了。

今天朋友介绍了个活,比起电子负载,还是先回点血吧,所以更新暂时停止了。

2017/04/06 15:46:07
37
javike[荣誉版主]
无所不能无所不会
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LV12
元帅
顶起,又可以看BOOM了
2017/04/07 01:42:53
38
xd285070[实习版主]
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团长
哈哈哈哈哈,这个真不好说
2017/03/31 13:16:32
35
qnwg
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LV4
连长
高压小电流的,每个mos串一个大点的均流电阻可能好点
2017/04/07 02:08:48
39
xd285070[实习版主]
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团长

2017-4-06更新:其他的案子打板去了,这2天焊接了一块,先调试着

--

这不调试不知道,错误那是相当的多,哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈

1:买的10块钱AD633是个假的,上电就发热,都把辅助电源拖保护了,花了几十个大洋搞了个正品,先鲁上去测试完在说

--

2:板子原理性设计错误2处,一个是上电关机电路的三极管应该是个Pmos,AD633输入的电流信号,没有用放大以后的,导致ad633就不能起到作用,这个飞个线,先调着

3:关机电路和运放的下拉电路中电阻阻值使用错误,这个不知道当时计算的时候是怎么算的,,,,,,

4:单片机风扇控制的pwm通道和CV恒压时的pwm通道用重复了,好在管脚近,好改

还有些即将要处理的问题:

1,如OP07因为电压斜率很低,所以mos关断的时候,时间很长

--

2:过功率保护电路部分的环路设计,这个估计调试要画些时间

V2版肯定是要的了,至于还有啥问题,随着更新慢慢发现了,争取把模块做的扎实些,不那么容易坏

新买了一家15块钱的AD633,哎,不知道是真的还是假的,原装正品的AD633报价基本在30左右一颗,那样模块成本会非常之高,15块心里感觉还能勉强接受,如果这个是假的,那可能要考虑用分立运放加三极管搭个乘法器了,如果搭建的乘法器不行,那就直接换高速DSP做纯软件控制的模块把,总之不管怎么鲁,用多长时间,定是要鲁个出来!

2017/04/08 02:21:06
40
xd285070[实习版主]
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团长

2017-4-07更新:今天打了半天的螺丝孔,总算是先装了一台样机,防反接的二极管先割线焊接上去,虽然一开始焊接反了,,,

--

散热片打完以后,有很多东西需要测试,首先是先测试CC和CV的环路,然后测试散热片本身和风扇配合,在200w功率下的升温情况(楼主去年放血买了个热成像,这个可以测试mos和散热片之间的热阻了)

首先是测试cc的环路,具体步骤是屏蔽CV和单片机控制,先给cc运放设定一个恒流值,模块通入可控电源,手动开机模块,得到如下波形

--黄色是一个mos管的驱动,粉色是cc运放的输出,蓝色是0.025欧电阻的波形(通道多就是好,哈哈哈)

上面的波形可以看到,运放检测到电流过大的时候,电压开始下降,那么下降的速度就是环路的速度了,这明显是太慢了(主要就是调试这个块和慢和稳定的关系)

当然还能看到电流在开机的一瞬间过冲的很厉害,这个问题呐,可以通过单片机程序配合,输出相应的时序关系,先关闭CC运放,在打开模块的开关,最后给运放的参考电压慢慢上升,做一个软启动的作用,这样应该就能有效的解决电流过冲的问题。

--

--

上面显示的问题很多,好消息还是有的,用三极管均流mos电流的效果是非常好的,恒流3a,4个mos的电流误差在30ma左右,这里面还包含了检测电阻本身的误差,所以这个值得赞一个!

2017/04/09 01:13:06
41
xd285070[实习版主]
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团长

2017-4-08更新:今天调了一天了的CC和过功率,由CC模式切换到过功率模式,原理图中的想法是没错的,但是实际确不是那样,闭环的运放,电压变化时间很长,ms级的,那么在切换的过程中,有段时间mos处于无人管状态,这个实际高压工作一定会死!

然后,开始调试环路参数,各种组合之后放弃了,发现只有改结构,先是cc运放去控制恒功率运放环,当低压恒流突变为高压的时候,恒功率保护很好!但是当高压输入变成低压恒流的时候,因为2个环路切换时间长,mos由处于无人管状态了。

最后和朋友沟通分析,在休息了冥想了一下,最后决定,第一步前卫运放输出的最高电压,具体一个mos,输出去拉运放的正输入端口,第二步恒功率运放去控制cc运放的正输入端,在重复上面的试验

由低压恒流变成高压输入,具体是5v3a突变成24v 60w恒功率状态,紫色0.025欧电阻波形,绿色功率运放输出,蓝色cc运放输出

--

高压输入变成低压恒流,具体是24v 60w恒功率突变成5v 3a恒流状态,紫色0.025欧电阻波形,绿色功率运放输出,蓝色cc运放输出

--

总体来说整个切换过程保持在了us级,而不是ms级,软件上,在电流上升阶段加入软启动,这个才具有保护的实用性

后面要调试的cv模式了,如果ok,等其他案子完结就可以调试单片机程序了

2017/04/10 01:17:24
42
xd285070[实习版主]
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团长

2017-4-09更新:今天测试了下CV运放控制CC,进行CV模式工作,实际是可以的。然后晚些时候对模块测试200w满功率升温测试

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4个MOS,每个MOS在50w左右的功耗,风扇是24v0.12A左右的,MOS到散热片没有绝缘处理,室温19度,mos结温接近87度,看起来还是可以的

上面的图片可以看到靠近风扇的mos和靠近出风口的mos温度差了10度左右,这个可以调节mos的位置加以改善

上面的图片可以看到热电偶和热成像测试mos的时候大约差了15到20度,这个基本上就是为啥mos用热电偶测试的时候温度不要过110度,120度了,因为可能芯片内部已经达到140度,150度了,非常接近芯片的极限了。

--

基本上硬件已经调试完毕,过几天就是开始调试软件了。

2017/04/12 22:15:39
43
xd285070[实习版主]
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团长

2017-4-12更新:前面2天做案子去了,现在已经搞完了,送样了

今天比较高兴,分立的乘法器,效果非常好!哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈

原理图如下:

--

首先是用分立的三极管焊接了初始版本,测试其功能

初步测试效果已经很好了,运放TL082,正负10v供电,三极管分立8050,精度在2%左右,非常不错的!用烙铁加热其中一个三极管,发现温标很严重!

于是乎把分立的三极管换成集成的CA3083

用100度的热吹风测试,温飘也就正负1%左右,哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈

不得不说那集成的三极管很牛逼!

--

静态直流测试下,效果是很好的,但是这个分立的乘法器,宽带怎么样呐?

上升沿是非常快的,当然电路中加了47pf的电容,看上去是稍微小了一点,输出有点震荡了,不过实际,电压速度那是不可能有那么快的,那么就看看延时了,差不多500ns的样子吧,非常不错的哦!

自我感觉比那什么ad633好用多了,那ad633问了好多家,都是原装30块左右,还得订货,现在好了,30块成本变3块了,那心情

------

第一个版本虽然软件没有调试,但是硬件基本已经调通了,由于乘法器分立的,这个只有改版了

                                           那么第二个版本要做如下改动:

单片机更改为STM32F072C8,内部2路12位DAC,cc,cv可独立控制,而不用mos管做切换了

隔离电源供电需要正负10v,正5V,正3v

通信升级为数字隔离芯片的,通信协议采样500khz的CAN通信

乘法器改为分立结构

过功率保护改为硬件直接锁死,单片机检测重启

CV模式改为CV环控制CC环实现功能

2017/04/13 12:27:23
44
逆器电源
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LV6
团长
乘法器为什么要在硬件上面做? 软件一条语句不就OK吗 

2017/04/13 12:44:16
45
xd285070[实习版主]
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团长

过功率保护这个必须要的,软件速度太慢了,等软件保护过来,极有可能就炸了,,,硬件在慢也要在us级保护掉吧

过功率主要是被测试的电源电压突然升高的时候,极有可能发生的

2017/04/13 14:37:11
46
迷雾的早晨
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LV3
排长
赞成,软件采样计算再执行,没硬件快
2017/04/13 15:45:48
47
wyhl
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LV6
团长
硬件乘法器速度快。
2017/04/13 16:57:03
48
逆器电源
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团长

硬件乘法器还是蛮有意思的,若若的问一下,VX VY VZ  为什么有三个输入? 电流乘电压就是功率了吗

2017/04/13 17:19:15
49
xd285070[实习版主]
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团长
应该是那个对称结构吧,具体原理我就不清楚了,朋友提供的图,我只是试验了下,结果发现效果非常好,这个其实还可以做除法哦
2017/04/17 21:31:59
50
xd285070[实习版主]
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团长

2017-4-17更新:V2版,把通信和运放做的乘法器单独做个小板插在主板上面,mos的小板也预留了防反接的二极管

2017/04/22 10:50:50
51
xd285070[实习版主]
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团长

V2版,PCB已回来,,,,,,,,,,,

2017/04/22 12:07:42
52
xd285070[实习版主]
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团长

V2版的原理图,元器件参数还么标,上面的随意搞的,可以看下电路结构

--------

电子负载V2版原理图 未写参数.pdf

2017/05/03 01:27:43
53
xd285070[实习版主]
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团长

2017-5-02更新:前面做了个案子,在打了几天的麻将,愉快的五一就完了,V2板已经焊接好,明天开始测试硬件,看还有错误没有

--

把通信小板和分立乘法器单独做了小板,插在主板上面,如果改只改小板方便了许多

--

功率板,添加了反接二极管

--

上了一次电,初步测试分立乘法器是好的,至少输入0V,0A的时候,输出只有几个mv的失调电压

2017/05/04 08:51:28
54
libraryang
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连长
漂亮
2017/05/05 01:39:22
56
xd285070[实习版主]
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团长

2017-5-04更新:经过2天调试,CC和CV算是调试完了,感觉吧,环路调整,真心不容易

在调试之初,发现了个隐形BUG,具体是设计采用的运放是OP07,2个输入端有箝位二极管,而机子的工作模式在CC的时候,需要屏蔽CV,但是这会除非这个BUG,结果是导致影响分压电阻的输入电压,所以干脆把4个OP07直接换成TL084,同事模块成本节约了3块钱!

--

V1版因为CC和CV和过功率控制上有点矛盾的关系,乘法器也改成分立的了,所以V2第一步就是测试分立的乘法器,实际效果还是很满意,保护时间能够在US级完成,再加之控制模式上MOS管的电流时刻受到环路的限制,所以实际应该在各情况下都不会坏才是,后期如果软件调完了,做整机测试,可以输入个交流的市电,试一把

--

花时间最多的,就是调节CC和CV了,这个环路还和电源真不太一样,直接RC调节表示怎么调,都调不出来的,得直接用电阻,组成误差放大器,在并RC减少纹波,具体的常数,后面会更新到原理图。

效果,就是CV的时候,机子设计的情况也会是,CV的时候,先以模块最大电流或者最大功率,把被测电源电压拉下来,直到被测电源恒流工作,那么这个过程就有CC和CV了,所以一张图,就可以看出来环路怎么了

黄色运放放大以后的电流信号,蓝色是输入电压

--

现在是用一个30v的可调线性电源调试的CC和CV,明天就试试输入由300v的调压器,整流滤波以后高压输入的情况,如果一切顺利,硬件就完毕了,就可以调软件了!

2017/05/05 15:16:02
57
yongbinbo
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LV1
士兵
坐等 更新,我想问一下电流检测能不能用霍尔检测。
2017/05/05 20:33:45
59
xd285070[实习版主]
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团长

个人感觉霍尔在这里不适合,精度和抗干扰都不行哈。

2017-05-05更新:

今天测试了下高压输入的情况,输入采用公频调压器整流滤波串个500欧电阻

300V直流cv到50v的电流电流波形

--

高压看上去也是可以的,最后就才把单片机焊接上去,明天开始调试软件,这个估计会比较慢,因为程序是同学写的,要改一下,周期有点长,,,,

2017/05/05 15:31:48
58
zhangjianhu
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LV1
士兵
出套件不?买3-4套用。
2017/05/05 20:34:42
60
xd285070[实习版主]
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团长
这个如果机子测试么问题,到时可以的
2017/06/26 08:50:45
93
亮世之心
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LV5
营长
我买的也是十几块的,测试不对啊,,,淘宝上东东水太深了
2017/06/30 17:34:12
94
xd285070[实习版主]
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团长
哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈
2017/05/04 20:17:04
55
guang卢
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LV6
团长
很漂亮!留个脚印先!
2017/05/08 10:47:17
61
gmcg
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LV2
班长
加油,坐等套件,搞套玩玩,自己做有点懒
2017/05/09 00:17:12
62
xd285070[实习版主]
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团长

哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈,说实话,要是网上有价格合适的,功能过得去的,我都不自己做了,确实有些小麻烦,不过总算是看到希望了哈

2017-05-07更新:

终于把测试程序下进去了,测试恒流,电脑串口监控数据

上电情况大致,在不矫正的情况下,电流精度和实际的差不多,电压精度,50v以内差0.0几v,50v以上差0.1v(我是么打算加入矫正功能的)

恒流大电流比如1a,恒流精度比较好,小电流比如100ma,就差了些,这个和设计的硬件关系比较大,因为电流是直接通过0.025欧电阻给运放的,比如100ma的电流流过0.025欧的电阻,只有2.5mv,单片机的dac输出差不多就是30mv的样子,所以精度稍微差了点,这个要解决只有多级放大,结合程序能解决,但是吧,我不想这样搞,,,,,所以就将就者?

--

在测试中发现个问题,热插拔的问题,当输入抖动的时候,输入电压比较高的时候会促发硬件的过功率保护,后来分析是因为么有硬件欠压保护的原因,本来是想用软件做欠压保护的,但是速度太慢了。

举个例子,当输入30v,恒流4a的时候,输入抖动,本来是恒流4a的,结果输入一下子掉了,电压在us级被放到0v,然后闭环的运放认为电流么达到,直接mos全开状态,然后这时候,输入电压又回来了,那么mos全开通,电流就非常的大!就促发过功率保护了,所以机子得有个速度很快的欠压保护,在输入电压够低的时候关闭模块,只有当输入电压够高才打开,这样才能保证mos不会处于不受控的状态。

2017/05/09 00:29:47
63
xd285070[实习版主]
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团长

2017-05-08更新:

昨天知道了,热插拔的问题,所以今天一早就把硬件的欠压保护加上去了,然后昨天不知道为什么,弄死了单片机,死了一半,就是发热严重,但是能工作,只是工作不正常,串口也能输出数据,,,

换上新的单片机以后,把测试台换了个地方(万一机子有问题,高压串到usb把电脑搞死了就划不来了,所以测试还是要用便宜点的好)

--

加了硬件的欠压保护以后,效果不错,输入怎么搞,都不在触发了。

老化了一个下午,单片机么死了,为啥昨天的死了,,,,,

有发现个新问题,因为单片机的加入,3v的ldo电流变大了,所以sot-89的封装的三极管,升温有,40来度,有点高,这个后面改版得加大封装才行

最后测试了恒流,突变,单片机修正的效果,当然现在是放的很慢,50ms修正一次的样子,所以比如5a到100ma电流时间要1s多,这个只是看修正的时候电流突变的效果怎么样。

--

看上面效果小幅度突变下来,电流比较平稳,明天试试直接dac值跳到设定值在修正,这样速度是非常快的,看看效果怎么样,同时还要测试小电流到大电流,实际dac的值是多少,给单片机修正确定一个范围,总不能设置到100ma的电流,修正到8a了,还在修,那样会出问题的。

总之目前看起来,总算是看到希望了,点根烟,庆祝下~~~~

2017/05/10 07:22:58
66
心如刀割[版主]
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LV9
军长
这是在家里搞的哇?
2017/05/11 22:26:25
72
xd285070[实习版主]
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LV6
团长
是的哈
2017/05/09 00:32:38
64
xd285070[实习版主]
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团长
如果我真的出套件,那么我会配个下载器,按操作说明对模块升级,比如即使现在出的套件肯定么有动态测试这些功能,但是后期如果有,就可以对模块升级
2017/05/10 01:36:08
65
xd285070[实习版主]
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LV6
团长

2017-05-09更新:

到今天截止,硬件欠压保护(速率调整),散热片过温(温度检测开环),过功率检测(减低自恢复,误报警),满功率热插拔(低压),cc恒流(恒流点跳变速率),不同电流大小,输入检测电压补偿等功能基本已经调试完毕了

上2张恒流时,电流突变的波形,蓝色运放放大0.025欧电阻,11倍以后的波形,紫色电压

--

----

就剩下一个CV模式了,大体功能已经调试完毕了!

离成功有进了一步!

2017/05/10 08:13:47
67
cjhk[版主]
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LV9
军长
    楼主功力可以,后期出套件  我要一个
2017/05/11 22:45:53
73
xd285070[实习版主]
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团长

机子么问题的话我会先试做10台用于测试,然后面板预留写接口作为选件,比如无线蓝牙开关,现在比较火的快充测试模式等,,,,,

2017-05-11更新:

这2天有点别的事就么调试,只是昨晚睡觉之前突然想到CV模式的限流用软件采集不行,有BUG,先前调试的时候是直接给电平所以么注意到,哎。。。。

--

CV的时候,因为刚刚输入的电压高,所以开始电流比较小,总功率要小于200w,待带负载以后,电压开始下降这时候要加大电流,当然总功率也是要小于200w的。

举个例子:比如一个电源空载虚高300v,CV 100v的时候恒流1a,那么如果我最大限流点按300v 200w,也就是0.666a的电流,随着输出电压的减低如果最大不变,最后的结果就是恒定到某一个电压点,以恒流的方式方式工作,而不能cv到100v。

当然单片机采集输入电压在去调限流限流点是可以的,但是这个单片机采集比较慢,导致的结果就是cv下降的速度比较慢,所以要通过硬件去实现这个功能。

--

采用除法器,得到不同电压下的最大电流,以及输入电压低于25v的时候,限制最大电流为8a。实际电路中由于,CC环加了偏置电阻,所以导致电流和电压不是正比例函数,而是一次函数,这得要个加法器。

--

除法器+加法器+限幅电路

--

实际的电流还牵扯到CC信号源切换的问题,好在,是单片机控制,2个IO口用于CC和CV时,CC环参考电压切换

--

看上去是比较复杂,但是这又是必须的,这部分电流并不会大幅增加成本,只是要花时间去飞线测试,有了这个硬件的电流可变,软件上的任务就轻松很多了。

--

待我实际测试,看看效果吧!

2017/05/11 13:02:22
69
yongbinbo
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LV1
士兵
楼主为什么不用   K50T60   这个管子。。。
2017/05/11 16:56:21
70
xd285070[实习版主]
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LV6
团长
你这个是IGBT啊
2017/05/10 19:37:06
68
潇洒哥0827
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LV1
士兵
期待!
2017/05/11 22:23:38
71
xd285070[实习版主]
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LV6
团长
谢谢支持!
2017/05/12 16:33:44
74
cnit
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士兵
坐等楼主出套件。。。。要预订吗?
2017/05/16 01:40:44
75
xd285070[实习版主]
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团长

哈哈哈,预定到不需要,这个能不能出套件,还要做完,整机测试完才知道。

2017-05-15更新:

今天用硬件搭了一个除法器加输出箝位电路,就是楼上的图,只是箝位端下拉的电压通道改为了输入电压的提升

效果还是不错的,线性度挺好的,输出最高电压也能被箝位,只是后来发现负载系统在小电流下,和设计的公式理论电压值差的有点大,这个是问题,且每一台机子的误差还不一样,所以想硬件来实现,是不现实的,这还是要靠软件来实现了。

--

比如我CV设定100v,被测电源输出是100v 1.5a恒流,这里就要分4种情况了

--

第一种,输入无电压,电子负载已经设定好100v,电源空载输出是500v,这个时候突然把500v接到电子负载,因为是突然接通,电压上升的速度是非常快的,us级,如果负载是设定最大电流,比如8a,当电压上升到100v的时候,负载开始工作,100v*8a=800w,结果就是触发硬件过功率保护

--

第二种是,输入无电压,电子负载已经设定好100v,电源还未启动,电源接入负载,这个时候开启电源,电压上升到100v,最大电流8a,结果功率保护

--

第三种,是输入有电压,电子负载设定好100v,那么更具输入电压,和最大功率,先以最大功率下拉500v,待500v电压下降了,最大电流慢慢上升,最后在100v的时候,最大设定电流达到2a,比电源恒流大,负载进入cv模式

--

第四种,输入无电压,负载设置100v,这个时候突然接通500v,系统检查到输入电压高于2v以后,系统比如延时2ms,10ms时间都是自己定,更具电压确定最大电流以后,等于第三种情况

--

所以CV的时候,由于不知道输入电压大小,直接给定个最大电流值,系统很容易就会触发过功率保护,虽然软件上可以关掉,但是结果还是会走到第三种情况,所以cv下总结的结论,就是走第三种的,地4种的情况,输入有电压,延时以后才能工作

----------------------

当然实际遇到的还有些坑,上面提到的,小电流下,cc,理论值给定电压和实际电流线性度不好的问题,不过这个问题,想到一个办法,就是单片机做自我矫正,把1到8000ma分8000份,采集每一个ma下,机子实际输出的dac值,根据这个值来确定dac输出电压和实际电流的关系,有了这个自我矫正,好处是,cc的时候,系统在电流切换的时候,速度更快的闭环,cv的时候,直接给定最大值电流,而有不用当心线性度的问题而误触发硬件的过功率保护。

2017/05/17 00:21:07
76
xd285070[实习版主]
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LV6
团长

2017-05-16更新:

CV程序还么写好,所以就先这手V3版的主板改版了,此贴可能的最后一个版本了,,,,,

相对V2版,V3版更新了一些小细节:

:把线性稳压的三极管换成了252封装,热量更低,更稳定

:把CC,CV的4个OP07用一个TL084代替了

:增加了,硬件的欠压保护

:板子中间留了2个固定螺丝洞,增加板子的强度,提高可靠性

--

------------------------------------------------------------------------------------------

明天这手面板的设计,初步采用显示为12846,加硅胶按键

预留接口:

:隔离的有源高低电平信号(相当于模块输入端)

:蓝牙接口隔离的CAN通信接口(相当于模块输入端

:隔离的5V12v 100ma(相当于模块输入端,还么想好)

初步预留的功能:

:按键的基本操作,cc,cv设置等

:配合隔离的高低电平信号,列表式工作模式(可配合其他协议版,对QC,PD等电源的手自动测试)

2017/05/19 18:25:49
77
ymyangyong[版主]
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LV12
元帅
顶一个,过来看直播。
2017/05/20 02:20:51
78
xd285070[实习版主]
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LV6
团长

2017-5-19更新:

哈哈哈,如果后期做好了,会拍个测试视频放上来,谢谢关注

--

这2天在优化CV的各种细节,遇到的问题也很多,这个比CC是要麻烦很多,,,,,

--

借了J版的500v可调电源也在路上了,之所以么画面板就是还没进行高压测试,现在的调试基本都是基于低压100v以下的,而本帖的目的主要是追求高压端的使用,所以高压测试时,各种保护必须OK,不能坏。

--

和同学沟通,电子负载的编程模式,交个上位机了,因为面板操作起来会比较烦,上位机还要简单直观一些,所以在面板的显示,就用不着12864了,改用1602,成本有少了20块,对于以后升级来说,也方便了许多

--

对于整机的大致结构也有了清晰的思路:

:模块会放在一个10mm厚的电木上面,底部用尼农塑料螺丝打在散热片上,用于固定模块和绝缘(因为散热片直接打的mos,散热片带电,比较危险)。

:面板会通过角码固定到电木上面,做成3/2个半成品,唯一没有的一个上盖和后盖。

:面板所用的硅胶按键也已经确定,打样去了

--硅胶按键

  

2017/05/23 02:03:43
79
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团长

2017-05-22更新:J版的500v可调终于到了,哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈,快递摔了下,好在没坏,不然就赔不起了

0到500v可调,电流2A,1000w,CC,CV调这个很适合的说,首先先测了下电压的精度

:好吧,我那福禄克的破万用表,怎么感觉误差挺大的,机子测出来的电压和电源显示的电压差不多,所以怀疑的对象是万用表不行,,,,,

--

电压测了以后,测了CC,CV,可惜在500v输入,CV到20v的时候,突然就BOOM了,,,,,CC倒是么问题,BOOM了以后,炸了一个mos,均流的3083也不行了,把这2个换了以后就好了。

修好上面的机子以后,输入个50v,测反接保护,看着MOS的GS电压怎么感觉不太对,然后手抖了一下,100v进去了,,,,,,,

:这下好了,4个MOS,gs全部负压损坏,外加个3083芯片,半条云烟么了,,,

--

换上新MOS,和芯片,在分析刚才的原因,好吧,二极管不能串在S级,只能在D级,改回来,,,,

改在D级以后,反接就OK了,500v那都不是事

--

想起今天CV炸了,所以测试了CC状态下,设置8a电流,突然输入不同电压,看硬件的过功率保护怎么样

:这里要说明下,机子为了保证带载启动,所以,软件的CC模式是一直开启状态的,总开关也是打开的,只有一个硬件的2V欠压保护在里面,只要输入电压高于2V,硬件就开始执行设定值的电流,只有这样,才能以最快速度实现电流上升,也才保证带载启动,在前面的CV炸之前,测试的CC延时启动,怎么玩都不会有事。

--

下面是设置8a电流,用一个很硬的开关接通500v的电源进入负载,500V上升的速度在5US以内

:紫色是输入电压,黄色是运放放大11倍,0.025欧电阻的波形,绿色是mos管的GS电压

--

值得注意的是,上面MOS的驱动电压是由负压上升到正的,输入500v到右电流,大概经过了25us的时间,就一个普通的开关电源,频率100Khz,25us也就是2.5pwm周期,电源上电到输出,2.5个周期就冲满了,这个很少见,所以尽管有这个25us的延时,对一般的电源来说,带载启动是么得问题的。

--

上面黄色波形,最大冲到750mv左右,对应电流在2.7a,对应功率在1363w,4个mos,一个340w左右,时间几us时间,这个就是分立乘法器的硬件的过功率保护速度了,越快的速度,最大功率越小,管子越安全,当然还进行了其他收入电压的测试,电压越高就越危险,所以就放了张500v的。最后还进行了下200w满功率运行的一段时间,待mos升温以后,在进行这样的测试,同样是么问题。

--

上面的过功率保护OK和cv炸鸡这就有点矛盾了,明天再仔细研究一下,睡觉,,,,,,,

2017/05/24 01:01:21
80
xd285070[实习版主]
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团长

2017-05-23更新:

--

今天有发现了几个小BUG:

:比如cc设定新命令的时候,CC值么变化,必须要输入电压高于2v才修正

:CV切换到cc的时候,cv的dac值没有变成0

:PWM风扇在接近全速运行的时候,会忽大忽小,这个主要是pwm份数不够

:CV的时候,当输入电源很强,工作在CC状态下,这个时候如果由低压CV改为高压CV命令的的时候,CC端会跳到高压的设定值,对应的电流,但是实际是CC,导致了过功率发生,模块打隔重启了一下

:当实际电压低于设定值电压3v以后,CC直接变成0,导致整个模块在cv的时候,出现震荡,主要是3V这个值太小了

--

CV里面实际嵌套了很多逻辑,改一个动全身的感觉,所以今天和同学仔细的沟通了,绝对对程序大修一次,把原来CV的时候,最大电流随着输入电压改变去掉,改成固定值电流,模块的整个逻辑图也做了简化。

2017/05/24 01:30:59
81
javike[荣誉版主]
无所不能无所不会
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元帅
要不要做过压保护测试啊?我还有台0-5KV的电源
2017/05/26 00:36:11
82
xd285070[实习版主]
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团长

哈哈哈,过压串个电源就好了

--

2017-5-25更新:由于这2天写程序的朋友出差,所以优化版还么测试,今天用mos做了个500v的切换开关,用3845做了个0.2hz的pwm,对负载进行过功率保护的冲击。

2017/06/01 00:16:42
83
xd285070[实习版主]
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团长

2017-5-31更新:

V3版PCB已经回来了,正在焊接中,,,

2017/06/02 00:40:42
84
xd285070[实习版主]
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团长

2017-6-1更新:

板子还在紧张的焊接中,还有几个芯片么到,把能焊接先焊接完了

--

:打样了20天的按键,终于回来了!


2017/06/02 18:58:47
85
naidbbs
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班长
看到好货就想着是不是会出套件什么的
2017/06/06 00:15:58
86
xd285070[实习版主]
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团长

先做5台测试机,要是都么问题,套件可以的

2017-06-06更新:

这2天开始面板的制作了,额,,,,,,,,,,是有点丑,将就着吧

--


--

面板也采用隔离电源,模块到面板通信,面板到电脑usb通信以及面板的可控编程输出端,全部采用隔离设计




2017/06/06 21:49:08
87
xd285070[实习版主]
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团长

2017-6-6更新:面板总算是画完发出去了

--


--

按键板




2017/06/13 00:42:30
88
xd285070[实习版主]
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团长

2017-6-12更新:这几天在忙着做5台样机,总算是差不多了,就差了一个风扇,最开始打算用NMB的二手风扇,但是实际才买几个就有个风力不行了,所以后期的风扇宁愿用国产滚珠全新,也不用二手,价格放到15块左右,怎么也比那几块钱的寿命长点吧

--

面板板子今天回来了,只是比较悲剧,第一个面板按键孔太大了以至于影响按的手感,按键板有根线么链接,控制板USB封装画反了,算是全军覆灭了,调试到无所谓,现在就差面板来做整机测试和并机测试了。

2017/06/14 14:05:25
89
yongbinbo
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士兵
主板多少钱一套整一套
2017/06/23 02:22:06
90
xd285070[实习版主]
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团长

总体成本还么仔细统计,假如是以套件的形式,批量化下模块售价可能在300到400之间吧,面板100到200吧,但就目前的情况下即使做出来也是无力试产,,,,

试产归试产,调好才是硬道理,,,,

2017-06-22更新:这几天把V2版的面板改好了,对面板做了优化,把预留的通信接口和编程输出端子放在主板上面,面板就只有显示屏,按键,输入端子以及N颗螺丝。

同时也更新了风扇,采用的是广州东莞润达的双滚珠24v 0.16风扇,强劲风力,性价比较高。(声音和风力成正比关系)

同学也先写了个测试版的程序,先调着(表示没有比较好的万用表,图片中的这个不行,其电压精度在高压下还么模块高)

--

面板的东西也比较多,配合不同电压电流下,显示部分逻辑较复杂,所以程序量还是有一点,不能说1天,2天就完全写出来OK

--

最后今天在测试过程中,模块居然BOOM了,这个是几个月以来第二次BOOM了,在BOOM 2次以后,确定是硬件引起的,其具体现象是比如设置8a电流,500v输入,能过功率保护,1a,2a小电流下,反而牺牲了,期初以为是乘法器的电流输入因为有OP07,OP07速度慢了,导致保护时间太长而坏掉,正准备换OP27的时候,才发现过功率的比较运放参考端的分压电阻,有一个么接到地,其结果就是200w的过功率保护值,变成了2000w,哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈,在结合前面测试的现象,模块有时能把500v 2a 1kw的电源拉到2v恒流状态,把电阻修复以后,过功率保护就很灵敏了,顿时那心情比捡到5块钱还O(∩_∩)O~~

--

纵观本帖,最!最!最!最!具有价值的就是那个----分立乘法器构成的硬件过功率保护电路---了,这个在电子负载中,可靠性占到60%的比例,这个功能不行,整个项目等于报废,前期的心血付之东流~~~



2017/06/23 12:05:17
91
shenshirong
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班长

看了你的显示描述,感觉把哪儿CC或CV放到和ON OF同列会更协调点,放中间总感觉别扭

2017/06/23 18:02:29
92
xd285070[实习版主]
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团长
这个可以有,把8a和CC的位置交换一下
2017/06/30 17:43:10
95
xd285070[实习版主]
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团长

2017-06-30更新:最后一个尼农底座到位了,样子的话大概就是这样了

--

通信改为USB了,原来的VH3.96座子保留,因为面板程序还么完全写好,所以么办法拍摄整机的测试和并机视频,后续补上吧

--


--





2017/07/03 11:21:34
96
shenshirong
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班长
老兄,你这个绿色液晶哪里买的?
2017/07/04 00:01:48
97
xd285070[实习版主]
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团长
淘宝,搜索:黑底1602,就好了
2017/07/04 09:13:31
98
ymyangyong[版主]
集齐10个最佳回复
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LV12
元帅
提一个小建议:连接MOS小板不要用接插件,大电流下容易出问题。
2017/07/22 19:02:35
107
xd285070[实习版主]
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LV6
团长
谢谢提醒,用那个接插件是为了生产和维修方便,如果后期试产完了,使用下来,不良率高,可以焊线上去
2017/07/22 18:02:44
103
zhiyiyunmeng
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营长

我是一颗管子200瓦,使用额定功率390瓦的管子。

200瓦时候管壳可以持续触摸。

12V0.25A风扇散热。

2017/07/22 18:58:22
104
xd285070[实习版主]
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LV6
团长
牛啊,这个一个管子消耗多少w,还得看管子芯片到外面散热的热阻吧,像我这个管子,0.45左右的热阻,50w的功耗,也就是20来度了,散热片105度过温的时候,管子热成像测试也是120多度
2017/07/04 22:54:06
99
逆器电源
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LV6
团长

太厉害了,牛人。 软硬通吃

2017/07/18 02:27:39
100
恒流王
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营长
貌似直流电子负载很少用到测试150V以上的,不知版主怎么考虑的?
2017/07/18 09:32:13
101
xd285070[实习版主]
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LV6
团长
测pfc,led电源等,高压的很多的,,,
2017/07/22 17:38:37
102
zhiyiyunmeng
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LV5
营长

能否对接我的1600瓦电子负载呢?

我的支持0-2.5V调控0-80A 管子耐压500V,实际测试使用过200V。在高没有试过。

2017/07/22 18:59:06
105
xd285070[实习版主]
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团长
对接应该是不太可能的,里面的dac输出和电流是非线性关系,,,,,,,
2017/07/22 19:00:52
106
xd285070[实习版主]
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团长
不知道兄台的,管子过功率保护是怎么做的,比如在没通电的时候设置个50a,然后通电个200v
2017/07/26 12:03:15
109
shenshirong
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班长
从1个管子可以直接上几百瓦的功率这点看来就不会考虑像你这么周全。以前做过CC的,后来加了CV,开机后带载没测过波形,反正功率就50W没烧,后来先带载,接了个电池直接冒烟了
2017/07/23 15:25:28
108
tongxuan666
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士兵
请问这个电压可以从0V到16V吗~
2017/10/15 17:41:13
112
cybers
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LV2
班长

谢谢楼主分享,预定一台,我比较闲,试产生产可以交给我来做。

2017/11/03 19:51:08
113
wsyy1998
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LV4
连长
楼主,还搞不搞了!羡慕的不行!!
2017/11/23 08:03:08
114
xidaole
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LV5
营长

热成像都有,工具不错!!!

电子负载,也不错,

LCD可以再弄大点,显示功率,电何等,用来测锂电池容量。

2017/12/04 08:13:09
115
jy427528
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班长
东儿版主,您的电子负载出套件没?乐老师的那个今年肯定是又没戏了,还不知道要等到啥时候呢。您就赶紧出个套件吧。拜托了
2017/12/04 19:10:04
116
xd285070[实习版主]
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团长
主要是钱存够了,就直接试产50台了,这样的,一个朋友要做PD自动测试仪,现在打算配合他做个外壳,而面板也是打算采用7寸的触摸屏了,但是那个不适合做套件,成本非常贵,划不来,就采用现在的搓搓的面板也能用,等试产了,肯定会开贴的
2017/12/06 20:12:52
117
清风明月m
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士兵
期待着东儿版主出个套件到时候买个玩玩
2017/12/10 22:26:18
118
peter_yu
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LV3
排长
硬件保护很周全,见识高手了。
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