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。