20V 4A恒压/恒流数控电源的DIY设计（含原理图、PCB及源程序）-电路方案

简介：
本项目详细介绍了一个20V 4A恒压/恒流数控电源的设计，包括完整的工作原理说明、PCB布局和源代码。适合电子爱好者和技术人员学习参考。 美国Vicor公司是全球领先的高密度电源模块生产商，并且也是唯一能够大规模生产采用零电压、零电流技术的电源模块的企业。该公司生产的电源模块包括DC-DC转换器、AC-DC转换器，以及隔离式与非隔离式的电源变换器。其中，“零电流”开关技术使得Vicor公司的产品能够在1MHz的工作频率下实现超过80%的效率。 在《无线电》杂志2010年11期的一篇文章中介绍了一种数控电源，该设备主要利用MCU生成PWM波形并通过调整占空比来调节输出电压。然而，这款自制的数控电源则采用高精度DAC产生基准电压，并通过改变这一基准值来控制输出电压的变化；其稳压功能则是依靠运放实现的。 此外，此款电源还集成了ADC用于采样输出电压和电流数据，并使用12864液晶屏进行显示。该设备所使用的元器件均为高端产品：基准源包括REF191和198型号，DAC为TLV5618型，而ADC则采用了ADS7841；运放方面则选用了AD620与OPA2277。 这款数控电源的参数如下： - 输出电压范围从0至20伏特可调 - 输出电流可在0至4安培范围内调节 - 设备具备三档快速设置选项，分别为3.3、5和12伏特 - 支持恒压模式与恒流模式，并能实现两者之间的自动切换 在设计过程中，首先制作了控制部分。虽然没有严格按照书中描述的单独构建一个控制面板，而是搭建了一个ATMega16最小系统板并将所需的接口引出。 电源的最大输出电流为4安培，整流管采用的是常见的6A10型号；另外还安装有两个CR12AM单向可控硅用于输入电压切换。具体工作原理如下：当输出电压高于8伏特时，MCU会发送信号使这两个可控硅导通，并将变压器的24V绕组接入电路中以提供电力供应。 相反地，在输出电压低于8伏特的情况下，则不触发上述操作；此时12V抽头通过6A10整流桥为整个系统供电。这样做的目的是为了防止在低电压高电流条件下调整管产生过大的功耗问题。