包含功率板和MCU板的完整数控电源资料包（包括原理图、PCB源文件、源代码和BOM清单）- 电路设计方案。

简介：
此套数控电源开源套件仅作为供网友自学的资料参考，请勿用于商业用途。电源网及乐云老师保留所有版权及最终解释权！设计原理：数控电源本质上是将传统模拟可调恒压恒流线性电源的恒压环路和恒流环路，借助单片机与运放进行集成。具体而言，在电源启动时，其处于待机状态，未输出任何电压。当按下输出按钮时，单片机会根据预设值向运放发出指令，运放随后将该指令传递给电源调整管，从而使电源开始工作并产生输出。与此同时，电源的稳压环路和恒流环路会持续采集数据，并将这些数据反馈至单片机进行处理，进而控制调整管的开关动作，最终实现稳压和恒流的功能。 电源功率板电路的实际PCB截图如下：[此处应为图片链接] 电源MCU控制板电路的实际PCB截图如下：[此处应为图片链接] 项目前后规划：1. 最初考虑使用LM317等可调稳压芯片作为方案，但存在一个关键问题：LM317、LT1085等芯片对ADJ脚的电压有严格要求，需要运放能够输出-3V至20伏左右的电压范围。然而，常规运放通常只能提供-18V至+18V左右的电压范围，这会导致输出电压不稳定性以及对稳压效果产生负面影响。此外，芯片内部功率管的热稳定性也可能影响输出电流和电压的稳定性，尤其是在芯片过热的情况下。2. 另一种方案是采用LM2576ADJ等降压型芯片。虽然这类芯片具有一定的优势，但其反馈FB脚的零点电压固定（例如LM2576ADJ内部FB电压为1.23V），这使得外围反馈电路和取样电路的设计较为局限且缺乏灵活性。同时，输出电流也相对固定。此外，纹波电流也可能较大。3. 传统的线性电源拓扑结构虽然设计灵活且易于调整，但电路复杂度较高且对模拟电路基础知识以及程序算法要求较高。4. 最后选择的前级开关电源与后级数控电源调节方案周期较长且技术涉及范围广（包括开关电源、单片机、模拟电路、数字电路等），并且纹波控制是最大的挑战之一，对于初学者而言可能难以实现。综合考虑各种因素后决定采用第三种方案。 附件内容截图：[此处应为图片链接] 调试步骤：1. 首先对电源面板上的各个电路由进行调试测试, 确保其正常运行状态；2. 测试单片机程序下载接口, 保证程序能够顺利地写入单片机中；3. 进行液晶显示器调试, 这是至关重要的步骤, 因为后续的大部分数据都需要通过显示屏进行显示, 以便方便对电源的电压电流进行精确设置；4. 调试单片机产生的PWM波形；5. 对功率板上的相关元件进行焊接, 并连接MCU板, 以完成整机的调试过程。 调试说明：在调试过程中尽量避免使用电子负载作为测试工具, 因为电子负载内部通常使用多个大功率MOS管和小阻值大功率电阻配合PWM来实现负载功能。由于电阻负载内部产生的PWM波形会对电源产生干扰, 可能会误判为电源纹波过大问题 。经过两天的调试才发现这个问题, 因此建议配备一个大功率的可调电位器(500W)以备使用, 并注意散热处理以防止烫伤或损坏工作台面 。最终成功调试出2路10位PWM波形, 这是数控电源中最关键也是核心的一个模块 。由于单片机自带硬件实现10位PWM的功能较少 (STC最新款IC STC15W4K系列芯片), 官方提供的实例资料相对匮乏, 主要以汇编代码为主 。因此需要花费一定的时间将汇编代码翻译成C语言 。寄存器的操作较为繁琐 , 但不得不仔细研究那些看似乏味的寄存器设置 。我曾尝试使用低端单片机通过16位定时器来模拟PWM波形 , 但遇到了以下几个无法克服的问题: 1. 最低占空比无法达到1%, 即无法从0V开始逐渐调节 , 这与最初的设计目标相悖 ; 虽然可以通过外加一级运放将0.3V下调到0V来实现 , 但操作较为复杂 , 如果不小心会导致调压不线性 , 从而影响精度 ; 2. 使用定时器模拟10位PWM时 , 输出频率较低 , 这会导致输出纹波较大 。