两个电位器两个表头完事,搞那么复杂不如干脆设计一个全新的数控电源产品了…
已完工 全部开源在 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
请注意这个版本硬件和我之前发的帖子里面的图片是有不同的 参照时候请小心 有些微改进和改错(比如cs1237的ref引脚接错问题已改好)我自己都没用上 都是旧板上改或者将就了 当然也没测试
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最近需要一个功率大点的电源 思考再三 决定用中兴ZXD2400自己改一个
ZXD2400网传其V4.1版容易“低压大电流”爆管 这是一个UCC3895的移相全桥电路 据推测是因为低版本把死区(谐振延时)时间设得过长
从这个图可以看出 低压输出时候相移本来就小 想象B截止之后 可能A的导通被过长延时 到D的截止之后 而这时候C也因为延时没有导通 这时候可能出现双臂上下齐截止的情况
更糟糕的是 V4.1设计中没有钳位二极管 于是悬浮的 被大电流满满充值的容感谐振加上米勒效应 会出现什么情况都有可能的
对比之下 V4.3版做了改进 上了钳位二极管 放弃了自适应死区延时 减小了延时电阻 估计在变压器和电感上也有所改进
所以我选择了V4.3版
电源已经到手 成色相当好 内部几乎无灰 堆料充足(比艾默生2900明显料多 所以我选择了它)
运行正常 唯一一个BUG也早就风干
然后是方案选择 (我其实有点选择恐惧)
用两个电位器修改电路中的电压参考和电流过载参考 然后加上电压电流表头
在1的基础 用模拟电路实现 往下调低电压时接入假负载辅助放电 根据温度调节风扇
买网上阳江的数控方案
买网上蓝作坊的数控方案
自己做数控方案 成本应该小于用别人的 否则会有点不甘心
如果自己做数控/程控方案也需要选择
单片机方面:
ESP8266 优点是可以用Lua快速开发 缺点是需要片外ADC 需要DAC或者PWM方式模拟 而且PWM通道同频 如果PWM高频模拟DAC 风扇和假负载就不合适也用PWM实现无极调节 也没有I2S 没法实现PDM 关键我手头上正好有一块想用掉的
ESP32/S2 可以用Micropython快速开发 具备DAC和ADC 缺点是个头有点大 ZXD2400面板下面那个小窗口恐怕放不进太大的电路板
ESP32C3 小巧 感觉RISC内核也比其他几个稳定 片内有ADC 但没有DAC 目前Micropython支持也差一点 应该只能用IDF
ADC方面:
片内ADC 无需代价 但是精度堪忧 文档上DNL和INL都到了10几LSB水平 实际分辨率估计只能到8位 只能显示一个小数点 而且温度和漂移方面没有参考
ADS1015虽然不太贵 但是也比MCU还贵多了 甚至比两片ADS1013加起来贵 但是优点是测量结果有保证 后面校正不麻烦
DAC方面:
片内DAC 只有ESP32才有 而且才8位 如果使用I2S循环播放+DAC采用类似PDM方式可以模拟更高位
外部DAC 比如AD5697或者LTC2633 比ADC还贵 可能比其他加起来都贵 优点是输出有保证 校正轻松 温差和漂移可以用高精度参考源来优化
PWM模拟方式 都能实现 方便还省钱 但是片外也需要一堆至少二阶的低通滤波电路
倒位PWM模拟 比PWM的高频特征容易滤除 可以精简滤波电路 算法简单 但也需要I2S循环播放才能实现
PDM模拟 高频也容易去除 算法复杂 也需要I2S循环播放来实现
电压控制方面:
设定和测量分离无关 实际输出大负载下表现出一定的调整率 优点是稳定可靠
采用PID等方式动态调整 使得电压输出始终跟随设定 但是复杂的算法有时候体现出过冲等问题 负载变化的时候可能不稳定
电流控制方面:
与原电路过载控制结合实现 算法方便 但原电路的过载控制类似打嗝方法 感觉不太平滑
与电压控制通过算法结合 能减少对原电路的接线
设定和测量分离
采用PID等方式动态跟踪调整
放电负载方面:
使用灯管灯泡 耐用不怕热不怕烧坏 但是体积大 不耐震动不够可靠 冷起电流冲击大 但是发热发光后有些恒流效果
使用水泥电阻 不太耐烧 只能降低放电电流 放电慢 而且高压时放电电流太大 低压放电电流太小的问题
使用PTC发热块 恒流效果和灯泡类似 响应却慢不少
使用三极管或者场管等做恒流源假负载 线路较复杂 散热也是一个问题 需要散热片或者加工做到原机的散热片上 增加原机负担
供电方面:
使用电阻+LDO接入原机15V辅电 实现方便 但是如果打开WIFI 近1A的电流给电阻和辅电负担太大
从15V辅电通过小开关电源变到3.3V 缺点是如果使用PWM模拟DAC和使用片内ADC/DAC时 不够稳定的电源会给精度带来较大影响
先小开关电源变换到5V 再LDO到3.3V 电路复杂了
显示界面方面:
使用数码管 红绿分色显示 漂亮好看 但是串并转换电路复杂 I2C接口的数码管也特别贵 而且设置和矫正时候没有直观的现实 可能只能通过USB/TTL串口来做设置
使用一块OLED屏 菜单方面方便设置和校正了 设定和实际输出包括温度等都能同时显示 但电压电流不分色而且不醒目 而且大尺寸OLED挺贵的
使用LCD点阵屏幕 显示数字大了 但是没有OLED亮
使用两块不同颜色的OLED屏 这有点凶狠了 放不放得下也是个问题
旋钮方面:
一个旋钮 缺点是电压电流设定时多了一个步骤
左右各一个旋钮 分别设定电压和电流 但是可能不够地方放 而且除了ESP32 其他的都会不够IO引脚用了
开关机方面:
不做电源开关 这个电源用得应该不频繁 也不能当桌面常设仪表使用 用时候再插电
找个16A的开关串进电源线回路 但是机身后面空位不太 放两个输出接线柱 再放电源插座就不够地方放它了 除非电源线直接通里面不用插座
用个带开关的电源插座 这个一来得买 二来这么紧凑的东西电流只怕到不了16A
后面不放开关 前面用个小开关控制主机辅电回路开关机 但这个开关需要接入热电部分 需要和控制板独立 面板要找地方开口 不好看也不方便
用一个常工作的小隔离电源给控制板 然后通过光耦等来控制主机辅电和电源是否启动关闭
用个一直接入热电的小电路 单片机或者模拟电路 通过隔离变压器使用高频交变信号 与无电的控制板通信 原理是检测隔离变压器次边是否短路(比如次边通过电容与按钮串接 启动后小电路不再提供信号 也不影响控制板工作) 但做起来是复杂了
方案方面:
做个高性能的精品还是做个便宜实用的
做个方便简单的还是做个可调整参数很多的
抉择好难 可能要想一阵子 大家有什么意见或者参考么? 有什么便宜的ADC/DAC介绍? 有什么好用的PID参数或者模糊PID规则?或者有什么我没考虑到的? 毕竟是个3000w的东西 漏想什么可能就爆我一脸了