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恒压恒流可调电源使用手册(业余制作030V4A恒压恒流可调电源)

恒压恒流可调电源使用手册(业余制作030V4A恒压恒流可调电源)(5)转换效率:88%左右(4)输出功率:自然散热35W,加强散热60W(1)自带输出防倒灌功能,给电池充电时不用另外加防倒灌二极管。(2)输入电压:5-30V 输出电压:0.5-30V(3)输出电流:能长期稳定工作在3A ,加强散热下可达到4A

电子爱好者,可调电源是必须有的(最好开关电源和线性电源各一台或更多),为了方便实验和以后升级,尽量采用模块化设计,设计制作了下面的DC-DC的可调电源:

恒压恒流可调电源使用手册(业余制作030V4A恒压恒流可调电源)(1)

电源的各主要功能模块我前面的文章中有介绍,16位的ADC和液晶屏都分享了驱动程序。

可调电源机箱

机箱是最麻烦的,要想好看,就要买成品,于是在某鱼上几十元淘了一个0~15V可调电源,型号为YG-1502D ,拿到后才知主芯片用的是“古老”的LM723,它主要是用来修手机的,还带有射频场强LED显示(对我来说没用) 它只有短路报警断开的功能,没有恒流的功能,很不方便,鼓捣了很久,想增加恒流功能都不理想,包括单片机我都更换了,并重新编程,但最后还是放弃了,全部拆除到只剩机箱用。

4A恒压恒流升降压模块(FP5139)

(1)自带输出防倒灌功能,给电池充电时不用另外加防倒灌二极管。

(2)输入电压:5-30V 输出电压:0.5-30V

(3)输出电流:能长期稳定工作在3A ,加强散热下可达到4A

(4)输出功率:自然散热35W,加强散热60W

(5)转换效率:88%左右

(6)短路保护:有

(7)工作频率:180KHZ

恒压恒流可调电源使用手册(业余制作030V4A恒压恒流可调电源)(2)

LCD显示模块(JLX19264G-925 点阵液晶)

(1)192*64 点阵单色图片,或其它小于 192*64 点阵的单色图片;

(2)可选用 16*16 点阵或其他点阵的图片来自编汉字,按照 16*16 点阵汉字来计算可

显示 12 字*4 行;

(3)按照 8*16 点阵汉字来计算可显示 24 字*4 行;

(4)按照 5*8 点阵汉字来计算可显示 32 字*8 行;

(5)可软件调对比度、正显/反显转换、行列扫描方向可改(可旋转 180 度使用)。

(6)接口简单方便:并行、串行、IIC 接口;

(7)采用 ST7525 带背光 有3.3V、5V两个版本可选。

四路ADC模块(ADS1115)

采用此芯片除精度高(16位)外,最方便的地方是程序可设置不同的量程和测电流不用另加运放,电路就更简洁,自制成功率高,数度能得到保证,最早我是用的单片机自带的12位ADC,电流用LM385运放放大,经软件优化数字跳动还能接受,就是线性太差,校正了低电压,高电压时误差大,校正了高电压,低电压又不行了,想用软件校正太麻烦,就想试试专业一些的ADC芯片,效果很满意,线性度很好,虽然成本高一些,但用得舒心。

(1)超小型QFN封装:2mm1.5mm0.4mm

(2)宽电源电压范围:2.0V-5.5V

(3)低消耗电流:连续模式只有150u;单次模式,自动关闭

(4)可编成数据速率:8SPS到860SPS

(5)内部低漂移电压基准

(6)内部振荡器

(7)I2C接口:引脚可选择的地址

(8)四个单端或两个差分输入(ADS1115)

(9)可编成比较器(ADS1114和ADS1115)

(10)可编程增益放大器(PGA), 满量程范围可设置为±6.144 V,±4.096 V,±2.048 V,±1.024 V,±0.512 V,±0.256 V。

恒压恒流可调电源使用手册(业余制作030V4A恒压恒流可调电源)(3)

单片机模块(STC12C5A60S2)

采用这个型号的单片机原因是我刚好这么一块小开发板,并用了插件连接,如果以后学习其它的单片机,方便更换。

恒压恒流可调电源使用手册(业余制作030V4A恒压恒流可调电源)(4)

(1)增强型8051 CPU,1T,单时钟/机器周期,指令代码完全兼容传统8051;

(2)工作电压:STC12C5A60S2系列工作电压:5.5V-3.3V(5V单片机)STC12LE5A60S2系列工作电压:3.6V-2.2V(3V单片机);

(3)工作频率范围:0 - 35MHz,相当于普通8051的 0~420MHz;

(4)用户应用程序空间60K字节;

(5)片上集成1280字节RAM;

(6)通用I/O口(36/40/44个),复位后为:准双向口/弱上拉(普通8051传统I/O口),可设置成四种模式:准双向口/弱上拉,推挽/强上拉,仅为输入/高阻,开漏,每个I/O口驱动能力均可达到20mA,但整个芯片最大不要超过120mA;

(7)ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程),无需专用编程器,无需专用仿真器 可通过串口(P3.0/P3.1)直接下载用户程序,数秒即可完成一片;

(8)有EEPROM功能;

(9)内部集成MAX810专用复位电路(外部晶体12M以下时,复位脚可直接1K电阻到地);

(10)外部掉电检测电路:在P4.6口有一个低压门槛比较器,5V单片机为1.32V,误差为±5% 3.3V单片机为1.30V,误差为±3%;

11.时钟源:外部高精度晶体/时钟,内部R/C振荡器(温漂为±5%到±10%以内) 1用户在下载用户程序时,可选择是使用内部R/C振荡器还是外部晶体/时钟,常温下内部R/C振荡器频率为:5.0V单片机为:11MHz~15.5MHz,3.3V单片机为:8MHz~12MHz,精度要求不高时,可选择使用内部时钟,但因为有制造误差和温漂,以实际测试为准;

(11)共4个16位定时器 两个与传统8051兼容的定时器/计数器 16位定时器T0和T1,没有定时器2,但有独立波特率发生器 做串行通讯的波特率发生器 再加上2路PCA模块可再实现2个16位定时器;

(12)2个时钟输出口,可由T0的溢出在P3.4/T0输出时钟,可由T1的溢出在P3.5/T1输出时钟;

(13)外部中断I/O口7路 传统的下降沿中断或低电平触发中断 并新增支持上升沿中断的PCA模块, Power Down模式可由外部中断唤醒:

INT0/P3.2 INT1/P3.3 T0/P3.4 T1/P3.5 RxD/P3.0 CCP0/P1.3(也可通过寄存器设置到P4.2 ) CCP1/P1.4 (也可通过寄存器设置到P4.3);

(14) PWM(2路)/PCA(可编程计数器阵列 2路):

——也可用来当2路D/A使用

——也可用来再实现2个定时器

——也可用来再实现2个外部中断(上升沿中断/下降沿中断均可分别或同时支持);

(15)A/D转换 10位精度ADC,共8路,转换速度可达250K/S(每秒钟25万次),通用全双工异步串行口(UART),由于STC12系列是高速的8051,可再用定时器或PCA软件实现多串口;

(16)STC12C5A60S2系列有双串口,后缀有S2标志的才有双串口,RxD2/P1.2(可通过寄存器设置到P4.2),TxD2/P1.3(可通过寄存器设置到P4.3);

做成能用的半成品

恒压恒流可调电源使用手册(业余制作030V4A恒压恒流可调电源)(5)

两个旋钮:一个是调电压,另一个是调电流,都是多圈电位器,本来买的是线绕的哪种,但没有找到合适尺寸的,或配的旋钮和原机箱不搭,最后安装的是带柄的3296W电位器,用热熔胶粘的,便宜效果还不错。

恒压恒流可调电源使用手册(业余制作030V4A恒压恒流可调电源)(6)

空的两个旋钮位置,目前还没有利用起来,初步打算增加两个旋转编码器(都带按钮),升级成数控,一个调电压,一个调电流或功能、菜单选择等,不过个人还是喜欢调电位器的感觉,所以电位器调节还是想保留,数控可以配合上位机,会做成更多的功能。

程序简介:

用到的模块:如升降压模块、ADC模块(ADS1115)、液晶屏(JLX19264G-925)及几个模块的驱动程序以前的文章都有介绍,见下面链接:

液晶显示模块简介及驱动程序

0.5-30V可调自动升降压电源模块

ADS1115模块 超小型 16位精密模数转换器 4通道 ADC 开发板模块

恒压恒流可调电源使用手册(业余制作030V4A恒压恒流可调电源)(7)

程序中ADS1115量程的确定

ADS1115的可编程增益放大器(PGA), 满量程范围可设置为±6.144 V,±4.096 V,±2.048 V,±1.024 V,±0.512 V,±0.256 V。

见下图是电路中测输出电流、设置电流和输出电压的分压电路 分别计算U1、U2、U3点的最大电压就得到量程。

恒压恒流可调电源使用手册(业余制作030V4A恒压恒流可调电源)(8)

1)输出电流量程的计算

U1=4A×R2=4×0.05=0.2V //升降压模块电流最大4A

所以PGA选±0.256 V

2)设置电流量程的计算

U2=RV2×5V/(R7 RV2)=1×5/(24 1)=0.2V

所以PGA选±0.256V

3)输出电压量程的计算

U3= RV1×30V/(R14 RV1)=10×30/(51 10)=4.918V //最大输出电压是30V

PGA可选±6.144 V,因为电一个校正电位器,可以下调电压,为尽量达到满量程,所以这里选±4.096 V。

用到的其它函数

恒压恒流可调电源使用手册(业余制作030V4A恒压恒流可调电源)(9)

恒压恒流可调电源使用手册(业余制作030V4A恒压恒流可调电源)(10)

试用情况

实测电源在3A时温度只是微热,4A暂没有用到还没测,可能加一个小风扇应该没问题。输出电压的调整只需要调RV1,电流软硬件都没有做校正,一次就很准,达到我的要求,可能是模块的检测电阻误差还是很小吧!

整机的电压、电流线性度还是很好,比之前用LM358电流放大,好太多了。

目前实现的功能:测电压(0-30V)、电流(0-4A)、计算功率、用做充电时的容量(0-99999mAh),就是利用软件每20毫秒做一次电流累计,换算出结果的。

目前电压、电流的最后一位省去了,感觉够用了,并减少了数字跳变,只要负载稳定数显还是很稳定,数字跳变很小。

后续计划

还是想增加数控,方便后续搞个上位机,实现更多的功能,需要什么功能看以后使用需要什么做什么,反正软硬件都自己做,一切都在“掌握”中,就喜欢这样的感觉,哈哈!

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