本帖最后由 馬麗 于 2023-3-10 19:21 編輯
適應(yīng)機(jī)型0-9999V,0-9999A以內(nèi)任何機(jī)型，量程用戶任意可改寫。本人利用國(guó)產(chǎn)低價(jià)位便宜芯片STC32G12K128，此款不是電源專用芯片，是一款普通控制芯片，在空閑時(shí)間，研究出來了這款大功率數(shù)字電源，最大電壓量程9999V,最大電流量程9999A,在這范圍內(nèi)，量程任意修改，修改參數(shù)自動(dòng)保存到芯片里面，輸出精度為穩(wěn)定第四位數(shù)字。帶485通訊方便大家物聯(lián)網(wǎng)控制 大功率可調(diào)數(shù)字電源，先上圖，再講源
電路原理圖：
數(shù)字電源有多種定義： 定義一：通過數(shù)字接口控制的開關(guān)電源(它強(qiáng)調(diào)的是數(shù)字電源的“通信”功能)。 定義二：具有數(shù)字控制功能的開關(guān)電源(它強(qiáng)調(diào)的是數(shù)字電源的“數(shù)控”功能)。 定義三：具有數(shù)字監(jiān)測(cè)功能的開關(guān)電源(它強(qiáng)調(diào)的是數(shù)字電源的“監(jiān)測(cè)”功能)。上述三種定義的共同特點(diǎn)是“模擬開關(guān)電源的改造升級(jí)”，所強(qiáng)調(diào)的是“電源控制”，其控制對(duì)象主要是開關(guān)電源的外特性。 定義四：以數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)或微控制器(MCU)為核心，將數(shù)字電源驅(qū)動(dòng)器、PWM控制器等作為控制對(duì)象，能實(shí)現(xiàn)控制、管理和監(jiān)測(cè)功能的電源產(chǎn)品。它是通過設(shè)定開關(guān)電源的內(nèi)部參數(shù)來改變其外在特性，并在“電源控制”的基礎(chǔ)上增加了“電源管理”。所謂電源管理是指將電源有效地分配給系統(tǒng)的不同組件，最大限度地降低損耗。數(shù)字電源的管理(如電源排序)必須全部采用數(shù)字技術(shù)。與傳統(tǒng)的模擬電源相比，數(shù)字電源的主要區(qū)別是控制與通信部分。在簡(jiǎn)單易用、參數(shù)變更要求不多的應(yīng)用場(chǎng)合，模擬電源產(chǎn)品更具優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槠鋺?yīng)用的針對(duì)性可以通過硬件固化來實(shí)現(xiàn)，而在可控因素較多、實(shí)時(shí)反應(yīng)速度更快、需要多個(gè)模擬系統(tǒng)電源管理的、復(fù)雜的高性能系統(tǒng)應(yīng)用中，數(shù)字電源則具有優(yōu)勢(shì)。此外，在復(fù)雜的多系統(tǒng)業(yè)務(wù)中，相對(duì)模擬電源，數(shù)字電源是通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)多方面的應(yīng)用，其具備的可擴(kuò)展性與重復(fù)使用性使用戶可以方便更改工作參數(shù)，優(yōu)化電源系統(tǒng)。通過實(shí)時(shí)過電流保護(hù)與管理，它還可以減少外圍器件的數(shù)量。數(shù)字電源有用DSP控制的，還有用MCU控制的。相對(duì)來講，DSP控制的電源采用數(shù)字濾波方式，較MCU控制的電源更能滿足復(fù)雜的電源需求，而且實(shí)時(shí)反應(yīng)速度更快、電源穩(wěn)壓性能更好。
本次我所做的就是第四類的產(chǎn)品，使用STC32G芯片，直接完成所有功能。
接線圖：
數(shù)字電源特點(diǎn)： 1.控制智能化它是以數(shù)字信號(hào)處理器或微控制器為核心，將數(shù)字電源驅(qū)動(dòng)器及PWM控制器作為控制對(duì)象而構(gòu)成的智能化開關(guān)電源系統(tǒng)。傳統(tǒng)的由微控制器控制的開關(guān)電源，一般只是控制電源的啟動(dòng)和關(guān)斷，并非真正意義的數(shù)字電源。 2.數(shù)模組件組合優(yōu)化采用“整合數(shù)字電源”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)電源中模擬組件與數(shù)字組件的優(yōu)化組合。可以很方便地與數(shù)字電源控制器相連并實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)及偏置電源管理。 3.集成度高實(shí)現(xiàn)了電源系統(tǒng)單片集成化，將大量的分立式元器件整合到一個(gè)芯片或一組芯片中。 4.控制精度高能充分發(fā)揮數(shù)字信號(hào)處理器及微控制器的優(yōu)勢(shì)，使所設(shè)計(jì)的數(shù)字電源達(dá)到高技術(shù)指標(biāo)。數(shù)字電源能實(shí)現(xiàn)多相位控制、非線性控制、負(fù)載均流以及故障預(yù)測(cè)等功能。 5.模塊化程度高數(shù)字電源模塊化程度高，各模塊之間可以方便地實(shí)現(xiàn)有機(jī)融合，便于構(gòu)成分布式數(shù)字電源系統(tǒng)，提高電源系統(tǒng)的可靠性。 數(shù)字電源的關(guān)鍵是電源管理、控制信號(hào)的數(shù)字化處理，其基本要求是：在保障穩(wěn)定性的前提下，具有快速性、平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性。 本控制驅(qū)動(dòng)板采用了雙系統(tǒng)，一是設(shè)置系統(tǒng)，二是工作系統(tǒng)
數(shù)字電源設(shè)置源程序.rar
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數(shù)字電源通訊協(xié)議.doc
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內(nèi)容說明：
這是設(shè)置系統(tǒng)，因?yàn)殡娫葱吞?hào)種類很多很多，比如 5V1A, 5V2A, 5V40A, 12V30A, 24V60A, 60V60A, 60V500A, 60V1200A, 120V20A, 400V10A, 400V50A, 750V50A, 5500V5A, 8800V100A。。。。。等等太多太多型號(hào)了，數(shù)不勝數(shù)，本數(shù)字電源設(shè)計(jì)了一款通用型，對(duì)9999V和9999A以內(nèi)的機(jī)型全部適應(yīng)，設(shè)置簡(jiǎn)單只設(shè)置最大電壓，最大電流，再就是設(shè)置顯示屏小數(shù)點(diǎn)位數(shù)，就大功告成，設(shè)置好的數(shù)據(jù)自動(dòng)保存到芯片里面，超級(jí)簡(jiǎn)單，電壓極限設(shè)置9999V, 電流極限設(shè)置9999A, 接下來就是工作系統(tǒng)。
數(shù)字電源工作源程序.rar
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以上界面用戶可以任意改變，彩色觸摸屏源程序免費(fèi)開源，第一版調(diào)試一款0-400.0V, 0-9.999A出來，測(cè)試程序的可行性。 找來IGBT模塊，開始接線：
找個(gè)電焊機(jī)非晶磁環(huán)和散熱器：
開始繞變壓器初級(jí)20圈次級(jí)31圈，用導(dǎo)線繞制，本測(cè)試只為證實(shí)數(shù)字電源程序
找來木板固定
接下來做一個(gè)10A電流感應(yīng)電路我把原理圖給大家，此圖任何電流的分流器都支持，CN1，CN2接分流器，輸出信號(hào)是0-5V輸出。
pcb在打樣中，先手工搭建一個(gè)臨時(shí)用
部分配件拍照給大家：
裝配完成了，開始設(shè)置通電試機(jī)了
先刷觸摸屏的設(shè)置程序，找來金璽4.3寸觸摸屏
安裝，組態(tài)軟件V3.1，AMZ、SUP和KNS系列的驅(qū)動(dòng)程序，桌面出現(xiàn)如下圖標(biāo)：KinSealStudio3.1
驅(qū)動(dòng)軟件下載：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1cVTnxi1KyIxBAwQ3nnBc-Q?pwd=1234
提取碼：1234
點(diǎn)擊：數(shù)字電源設(shè)置文件打開
文件下載到觸摸屏里，點(diǎn)擊左邊參數(shù)設(shè)置
填入相應(yīng)的參數(shù)，再點(diǎn)擊左邊的COM1
填入相應(yīng)參數(shù)，再點(diǎn)擊上面工具---
下載完成
刷屏就完成了
接下來對(duì)數(shù)字電源控制驅(qū)動(dòng)板機(jī)型設(shè)置，前面我說過了，我首先調(diào)試一款0-400.0V,0-9.999A的機(jī)型電源出來
首先數(shù)字電源控制驅(qū)動(dòng)板需要設(shè)置一下，就是R47和R48交換，或者短路R48也行
按照此圖連接，接通電源，開始設(shè)置
標(biāo)號(hào)1：V點(diǎn)，電壓小數(shù)點(diǎn)位數(shù)設(shè)定 0、1、2、3表示無小數(shù)、1位、2位、3位小數(shù)。 標(biāo)號(hào)2：I點(diǎn)，電流小數(shù)點(diǎn)位數(shù)設(shè)定 0、1、2、3表示無小數(shù)、1位、2位、3位小數(shù)。 標(biāo)號(hào)3：V大，電壓最大值設(shè)定。 標(biāo)號(hào)4：I大，電流最大值設(shè)定。 標(biāo)號(hào)5：通電狀態(tài)，0上電停止開機(jī)，1上電啟動(dòng)開機(jī) 標(biāo)號(hào)6：慢啟動(dòng)，（0-30s） 標(biāo)號(hào)7：站號(hào)，通訊地址選擇（1-32） 標(biāo)號(hào)8：保護(hù)，IGBT模塊保護(hù)，0為禁止保護(hù)，1保護(hù) 標(biāo)號(hào)9：死區(qū)時(shí)間，0為1us，1為2us，2為3us 標(biāo)號(hào)10：載波頻率，0為10KHz，1為15KHz，2為20KHz 相信大家都能明白，有不明白的留言。
現(xiàn)在已經(jīng)完成了數(shù)字電源機(jī)型設(shè)置，參數(shù)自動(dòng)保存到了控制驅(qū)動(dòng)板里面，接下來斷開電源，把R47和R48那里恢復(fù)原狀，控制驅(qū)動(dòng)板接入線路中。觸摸屏我們開始刷工作程序，打開數(shù)字電源工作程序
輸出電壓：小數(shù)點(diǎn)1位 輸出電流：小數(shù)點(diǎn)3位 輸出功率：小數(shù)點(diǎn)無 溫度顯示：小數(shù)點(diǎn)2位 設(shè)定電壓：小數(shù)點(diǎn)1位 設(shè)定電流：小數(shù)點(diǎn)3位 過溫保護(hù)：小數(shù)點(diǎn)2位 風(fēng)扇開：小數(shù)點(diǎn)2位 風(fēng)扇關(guān)：小數(shù)點(diǎn)2位 下載程序即可。
取樣電壓反饋電阻的計(jì)算，計(jì)算公式：輸出電壓/0.49-5.1=400V/0.49-5.1=811K, 選用36K+36K+20K可調(diào)電阻，取樣電流康銅絲的計(jì)算，0.075V/9.999A=康銅絲電阻=0.0075Ω 下面可以通電測(cè)試了，為了安全起見，先使用一臺(tái)可調(diào)電源作為輸入電壓使用。
通電接起來首先設(shè)置輸出電壓，調(diào)節(jié)反抗電阻，使輸出電壓與顯示屏電壓相等，萬(wàn)用表是實(shí)測(cè)輸出電壓
觸摸屏設(shè)置50V校準(zhǔn)，能對(duì)應(yīng)
200V也能對(duì)應(yīng)
350V也差不多，可以仔細(xì)調(diào)節(jié)反饋電阻
400V滿量程也可以，電壓調(diào)節(jié)通過。接下來調(diào)節(jié)電流，帶燈泡調(diào)節(jié)，串聯(lián)萬(wàn)用表電流校準(zhǔn)
先調(diào)節(jié)左邊那個(gè)電位器，使觸摸屏在沒帶負(fù)載的情況下，電流顯示為0A,不要顯示正值或者負(fù)值，剛好為0
串入萬(wàn)用表電流檔，輸出接2只燈泡帶載
50V電流調(diào)整，調(diào)節(jié)下面那個(gè)電位器萬(wàn)用表與觸摸屏相等
分別測(cè)試100V200V220V,基本上相等，下面我們測(cè)試滿量程電壓，輸出燈泡串聯(lián)起來，可進(jìn)行400V帶載
如圖接起來50V測(cè)試，數(shù)值對(duì)應(yīng)
100V測(cè)試，數(shù)值對(duì)應(yīng)
200V測(cè)試，數(shù)值也是對(duì)應(yīng)的
再300V,350V,400V測(cè)試也是通過的，精度達(dá)到第四位數(shù)，下面測(cè)試恒流功能，現(xiàn)在負(fù)載工作電流為0.602A,我們把電流設(shè)置到0.5A,看看效果
已經(jīng)恒流了,電壓設(shè)置400V,恒流電壓275.4V，恒流電流0.497A
再設(shè)置到0.3A電流，恒流電壓為99.7V, ,恒流電流0.297A，數(shù)字電源成功了！
很高興，很高興！數(shù)字電源達(dá)到我想要的效果，標(biāo)號(hào)1：V點(diǎn)，電壓小數(shù)點(diǎn)位數(shù)設(shè)定 0、1、2、3表示無小數(shù)、1位、2位、3位小數(shù)。標(biāo)號(hào)2：I點(diǎn)，電流小數(shù)點(diǎn)位數(shù)設(shè)定 0、1、2、3表示無小數(shù)、1位、2位、3位小數(shù)。標(biāo)號(hào)3：V大，電壓最大值設(shè)定。標(biāo)號(hào)4：I大，電流最大值設(shè)定。標(biāo)號(hào)5：通電狀態(tài)，0上電停止開機(jī)，1上電啟動(dòng)開機(jī)標(biāo)號(hào)6：慢啟動(dòng)，（0-30s）標(biāo)號(hào)7：站號(hào)，通訊地址選擇（1-32）標(biāo)號(hào)8：保護(hù)，IGBT模塊保護(hù)，0為禁止保護(hù)，1保護(hù)標(biāo)號(hào)9：死區(qū)時(shí)間，0為1us，1為2us，2為3us標(biāo)號(hào)10：載波頻率，0為10KHz，1為15KHz，2為20KHz 以上功能均可以實(shí)現(xiàn)，并且輸出恒壓又恒流，寬范圍任意調(diào)節(jié)，尤其是輸出精度滿意，電壓，電流量程隨意修改，同時(shí)輸出顯示屏數(shù)值自動(dòng)對(duì)應(yīng)。輸出范圍寬0-9999V,0-9999A, 歡迎大家一起探討數(shù)字電源，一起共同進(jìn)步！謝謝大家！
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