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数控稳压电源的设计原理、PCB及源代码开放共享-电路方案

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简介:
本项目详细介绍了一种基于数控技术的稳压电源设计方法,包括其工作原理、PCB布局和完整源代码。旨在促进开源硬件与软件在电力电子领域的应用与发展。 本项目介绍的是一款基于STC89C516RC单片机设计的数控电源,实现0-30V/4A输出功能电路主要分为两个工作模块:单片机控制部分和液晶显示模块。该系统支持两路输出: 1. 0-30V/4A 2. 固定输出5V/1A DA芯片采用的是12位的MAX531,电压步进可以做到30V除以4095等于约0.0073V。但在实际应用中,我们使用的是每调节一次为0.1V。 AD部分选用的是16位的AD7705芯片,其电压分辨率是30V除以65535约为0.458mV;电流分辨率为5A/65535约等于0.076mA。然而,在实际应用中,由于AD精度限制,并不能达到16位的理论值。 硬件电路设计还在进一步完善当中,可供大家参考学习。具体详情请参见附件内容。

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客服
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  • PCB-
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    本项目详细介绍了一种基于数控技术的稳压电源设计方法,包括其工作原理、PCB布局和完整源代码。旨在促进开源硬件与软件在电力电子领域的应用与发展。 本项目介绍的是一款基于STC89C516RC单片机设计的数控电源,实现0-30V/4A输出功能电路主要分为两个工作模块:单片机控制部分和液晶显示模块。该系统支持两路输出: 1. 0-30V/4A 2. 固定输出5V/1A DA芯片采用的是12位的MAX531,电压步进可以做到30V除以4095等于约0.0073V。但在实际应用中,我们使用的是每调节一次为0.1V。 AD部分选用的是16位的AD7705芯片,其电压分辨率是30V除以65535约为0.458mV;电流分辨率为5A/65535约等于0.076mA。然而,在实际应用中,由于AD精度限制,并不能达到16位的理论值。 硬件电路设计还在进一步完善当中,可供大家参考学习。具体详情请参见附件内容。
  • STM32F334C8 Demo板PCB文件和-
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    本项目提供STM32F334C8数控电源Demo板的详细设计资料,包括原理图、PCB布局以及相关控制代码,适合进行电源管理与控制系统开发参考。 电源是将其他形式的能转换成电能的装置。美国Vicor公司目前是全球最大的高密度电源模块生产商,并且也是唯一能够使用零电压、零电流技术大批量生产电源模块的企业。其主要产品包括AC-DC及DC-DC电源模块,配置式电源(一体化电源)和客户定制电源,所有组件均在位于美国东部安多弗市的自动化生产线制造。 Vicor产品的安全性得到了CE、CTÜVus、CULus、CB、UL、TÜV等国际安全认证以及ISO9001:2000质量管理体系标准的认可,并且符合ROHS要求。这些产品因其卓越稳定性和高性能,已经被广泛应用于国内外的通信设备、铁路系统、生产设备和工业控制等领域。 新的STM32F334数控电源系列是STM32家族产品的后续版本,它与入门级微控制器STM32F301(PWM分辨率为7ns)完全兼容。这使得开发人员能够在统一的平台上使用不同的STM32微控制器进行工作。在STM32系列产品中,STM32F334xx特别针对需要高度精确计时数字信号的应用市场,尤其是那些涉及数字功率转换应用的领域。 这些包括但不限于:数字电源、照明系统、不间断电源(UPS)、太阳能逆变器以及无线充电设备等。
  • 项目】STM32多功能(含图、PCB程序)-
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    本项目提供一款基于STM32微控制器设计的多功能数控电源解决方案,包含详尽的设计文档、原理图、PCB布局以及程序代码,适合电子工程师和DIY爱好者深入学习与实践。 美国Vicor公司是全球最大的高密度电源模块生产商,并且也是唯一能够大规模生产零电压、零电流技术的电源模块厂家。该公司提供的产品包括DC-DC和AC-DC电源模块,以及隔离与非隔离型转换器。其中,“零电流”开关技术使变换器的工作频率达到了1MHz,效率超过80%。 本段落旨在介绍一个多功能数控电源的设计过程,从基础概念开始讲解。在众多的直流到直流(DC-DC)电路中,线性电源、开关电源和电荷泵是常见的类型。其中,78XX系列芯片是最常用的线性电源解决方案之一;而电荷泵则主要用于小电流应用场合。 本段落重点介绍的是开关电源的工作原理及其基本结构。开关稳压器通过控制电路来调节功率半导体器件的通断状态,并利用负反馈机制实现稳定输出电压的目标。与传统的线性电源相比,这种类型的电源具有更高的效率和更紧凑的设计特点,但其输出稳定性稍逊于后者。 常见的非隔离式DC-DC变换器包括BUCK、BOOST、BUCK-BOOST以及CUK等类型;而Flyback和LLC则是常用的隔离型转换器。本段落所设计的数控电源项目以Buck拓扑为基础,并结合STM32F334微控制器的高级定时器PWM及PI算法,实现了一个简单的闭环控制系统。 具体而言,在该设计方案中输入电压为60V时,输出电压可调且最大电流可达5A;其最大功率约为200W。此设计是在HP电源的基础上增加了人机交互界面并改进了栅极驱动部分而完成的。使用的STM32F334微控制器具备高分辨率定时器(HRTIM)外设,可以生成多达10个信号,并处理用于控制、同步或保护的各种不同输入信号。 为了尽量减小系统的体积,在该设计中采用了频率为250kHz的PWM波形。此外还提供了配置代码和PI算法的相关截图展示。
  • 实用.rar
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    本资源深入讲解了开关稳压电源的工作原理和设计方法,并提供了多种实用电路案例,适合电子工程师和技术爱好者学习参考。 开关稳压电源的原理、设计与实用电路讲解了这种高效电源的工作机制及其应用实践。这本书或文章涵盖了从基础理论到实际操作的所有方面,为读者提供了深入了解开关稳压电源的机会。
  • MP1584模块降,含图和PCB文件-
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    本资料提供MP1584电源模块降压电路设计方案,包含详细的原理图与PCB源文件。适合工程师深入学习和项目参考使用。 本设计基于MP1584芯片电源模块的降压型典型应用电路进行开发,并提供了原理图及PCB源文件(使用AD软件打开)。该芯片采用贴片8脚封装,工作电压范围为4.5至28V,频率为1.5MHz,输出电流可达3A。通过在MOS管Q上施加PWM开关信号来控制其导通与关断状态,从而使电感和电容充放电以实现电源的降压功能。MP1584芯片内部具备短路保护机制,当发生短路时阈值为4.87A,在过载情况解除后能够立即恢复工作。 经过实测验证:在输入电压26.3V的情况下,该模块可以稳定输出5V/3A的电力,并且带负载运行五分钟后的温升约为35°C。MP1584电源模块适用于多种应用场景,包括DIY移动电源、监控系统供电、儿童车电源、摄像头供电以及车载设备等;此外,在对体积和重量有严格要求的应用场合中(例如航空模型),它同样表现出色。
  • ADP7104 POEPCB文件分-
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    本资源提供ADP7104 POE电源板的设计资料,包含详尽的原理图和PCB源文件。适用于需要深入了解POE电源解决方案的技术人员和工程师。 本设计分享的是基于ADP7104电源管理芯片的POE电源板设计,并附上了原理图和PCB源文件(使用AD软件打开)。该POE电源板利用了ADP7104完成了PoE供电以及业务板与PoE供电模块之间的转接功能。电路中主要涉及的重要芯片包括ADP7104、MP2315和AAT4285。 关于ADP7104的特点如下:它是一款CMOS低压差线性调节器,支持从3.3 V到20 V的电源输入范围,并且最大输出电流可达500 mA。这款高输入电压LDO适用于调节从19 V至1.22 V供电的各种高性能模拟和混合信号电路的应用场景中。
  • ZVS零PCB文件-
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    本资源提供ZVS(零电压开关)电路的详细原理图和PCB设计源文件,适用于研究与开发需要高效低损耗电源转换应用的技术人员。 ZVS代表零电压开关(Zero Voltage Switch),指的是在开关管关断前其两端的电压已经降为0的状态。这样可以将开关损耗降到最低水平。我们常见的电磁炉以及LLC电源都是采用这种谐振方式,而普通的充电器等则使用的是硬开关技术,相比之下耗损更大一些。 ZVS能够实现高效率运作,但也有一个局限性——调节范围通常较小。比如在使用电磁炉时,当功率调至较大值以维持持续加热;然而若将功率调整到较低水平,则会出现断续加热的情况,这是因为此时系统无法保持谐振状态。与之相反的是传统的硬开关电源,在任何负载条件下(无论是空载还是满载)都能实现连续震荡。 ZVS逆变器电路图和PCB板示意图展示了其工作原理的具体细节。
  • 20V 4A恒/恒流DIY(含图、PCB程序)-
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    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。
  • 输出线性PCB文件-
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    本项目提供一个多路输出线性稳压电源电路设计及其配套PCB源文件。适用于各种需要稳定电压供应的应用场景,便于工程师进行学习和开发使用。 本段落档分享的是我设计的一款小电源,支持多路电压输出,包括±12V、±5V等常用电压值。具体内容请参见附件中的原理图以及99工程文件(包含原理图和PCB)。此外,还附有线性稳压电源的实物展示。
  • 全套资料分(含图、PCB文件、、BOM等)-
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    本项目提供一套全面的数控电源设计资源,包括详细的原理图、PCB源文件、程序源代码及物料清单。适合工程师和电子爱好者深入学习与实践。 此数控电源开源套件仅供网友自学使用,请勿用于商业用途。设计原理:将传统模拟可调恒压恒流线性电源的环路通过单片机与运算放大器来实现控制功能。开机时,电源处于待机状态无输出;按下启动按钮后,预设值经单片机处理并通过运放发送至调整管以产生输出电压,并且稳压和恒流反馈信号会采集并送回单片机进行负反馈调节,以此确保稳定的工作效果。 在设计过程中遇到的挑战包括: 1. 使用如LM317或LT1085等可调稳压芯片时,对调整脚(ADJ)电压的要求较高。这要求运放输出-3V至20多伏特范围内的电压,常规运算放大器难以满足这一需求;此外,在过热情况下内部负反馈电路会限制外部MCU的控制效果。 2. 选择LM2576等降压型芯片时,其反馈脚FB具有固定阈值(例如1.23V),这在设计灵活性和输出电流调节上存在局限性,并且纹波较大。 3. 线性电源方案尽管电路复杂度较高、对模拟基础要求高,但因其灵活的设计思路被选为最终选项。 4. 开关电源与数控调压器结合的方式虽然全面覆盖了多种技术领域(如开关电源设计、单片机编程等),但由于纹波控制难度大且涉及范围广而未采用。 调试步骤包括: 1. 确保面板各路电源正常工作; 2. 测试程序下载接口以确保代码能正确加载至MCU中; 3. 调试液晶显示器,以便后续显示重要数据信息; 4. 单片机输出PWM波形测试; 5. 功率板调试与整机组装。 在进行电路调试图时建议避免使用电子负载,因其内部结构可能干扰电源纹波检测。推荐采用大功率可调电阻(例如500W)以减少误差并注意散热问题。此外,成功生成2路10位PWM信号是该数控电源的关键环节之一;所用单片机为STC最新系列芯片,并将汇编代码转译成易于理解的C语言形式。 在探索使用低端MCU模拟10位PWM时发现以下限制: - 最小占空比无法达到理想水平,导致输出电压起点高于预期; - 采用定时器生成低频PWM会导致较大纹波。