#立创电赛#市电输入的正激数控恒压恒流可调电源功能机 - 嘉立创EDA开源硬件平台

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1、简单易用,可快速上手

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3、支持简单的电路仿真

4、面向学生、老师、创客

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2、流畅支持超过3w器件或10w焊盘的设计规模,支持面板和外壳设计

3、更严谨的设计约束,更规范的流程

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标准版 #立创电赛#市电输入的正激数控恒压恒流可调电源功能机

简介:制作了40V5A的数控可调电源,支持185VAC\~265VAC的输入电压,最高效率超过87%,最高功率因数超过98%,并且尺寸较小,显示部分外的主板仅10cm*10cm*3cm,瞬态响应优良。

开源协议: CC-BY 3.0

(未经作者授权,禁止转载)

创建时间: 2020-06-29 21:37:20
更新时间: 2024-02-22 16:46:20
描述
注:*为必填项。 【请在报名阶段填写 ↓】 *  1、我呢是一名电子爱好者,原定于今年春去日本读物理化学,但因为疫情原因耽搁了下来。之前因为爱好学习了一些电子知识,比较熟悉开关电源的磁性器件和环路设计理论。 *  2、这个项目准备设计一款单220V输入(195VAC~265VAC)的正激数控可调电源,设计功率应该在200W~300W,通过单片机给PWM+模拟调理后光耦反馈调节输出电压。APFC选择常见的CCM模式boost,DCDC拓扑准备在双管正激和单管正激中选择,因为相对于桥式拓扑,不会有直通风险,并使用电流模式实现较好的环路响应和逐周电流限制。能够双路串并联的可调电源非常实用,但实现还是有一定难度的。准备先实现单路输出,有余力再添加一路。 【请在竞赛阶段填写 ↓】 *  1、描述项目详情 制作了40V5A的数控可调电源,支持185VAC\~265VAC的输入电压,最高效率超过87%,最高功率因数超过98%,并且尺寸较小,显示部分外的主板仅10cm\*10cm\*3cm(可以优化数控板尺寸,即使加装散热风扇也是较小的体积),瞬态响应优良。本项目希望帮助广大电源爱好者工程师掌握巩固经典的电源设计与理论。 *  2、描述项目所面临的挑战及所解决的问题 市面上的可调电源多采用反激结构,响应速度慢,体积较大,无PFC而功率因数低,最重要的是,很难找到相关开源产品。 本电源采用商业化PFC+PWM芯片CM6800,使用连续模式PFC+电流模式单管正激拓扑,磁性元件采用铁氧体,开关管和整流二极管使用较新的工艺,将开关频率定为100kHz,增加效率减小体积(半载效率超过了87%)。 *  3、描述项目硬件、软件部分涉及到的关键点 很多小伙伴的数控部分使用了酷炫屏幕,附有各种高端功能,而我采用了压低成本的方案,把单片机和显示部分的总成本控制在了4元以内。单片机采用了八毛钱的国产51单片机HC89S003,其例程虽全,但EC11旋钮,状态机部分需要自己慢慢写,还是相当繁琐的,数码管显示驱动在micespring大佬的立创开源工程基础上移植(从STC单片机)。 当然,本工程的核心是模拟部分。原边反馈环路也需要自己搭建,环路稳定性和磁性元器件的设计都具有相当的挑战性,这也是电源设计的两个核心。 *  4、项目材料清单展示 见工程BOM。变压器绕制规格也放在了附件中。 *  5、项目图片上传 ![IMG_20200918_0339372.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/Kxm37JrbWztTSt0doaHM5HlGkDxA1qt9EUYVBacW.jpeg) ![IMG_20200918_034025.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/l9vdd0RX23fOGVpZgSq5z6P2rzN6HQtQMvbCQsGl.jpeg) ![IMG_20200918_034052.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/pq1Af8OET5C8JQ2zvxtSl92Q4VBWAK1eEpm1p5NZ.jpeg)         ![IMG_20200918_034110.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/Gqj6YXhCXDzGWvd3dDIkhXc7H6LqIlUGpZsaaZt1.jpeg) 5.1、PCB上印制大赛logo图片,若无视为放弃参赛           5.2、项目其它图片 ![绕变压器现场](//image.lceda.cn/pullimage/blvXKOwdBRaJOQmEea12FpWKE00BymB8vdJVm7TI.jpeg) 绕变压器现场 ![QQ截图20200920001146.png](//image.lceda.cn/pullimage/G7czNFAIdsxkzFl2PDRoFnnKPkiBWS3WFfrWcUYO.png) 计算书(草稿,终稿我准备在10月10日之前整理录制后上传到B站) < br> < br> *   6、演示您的项目并录制成视频上传 6.1、视频上传大赛官网 6.2、B站视频标题和链接 [https://www.bilibili.com/video/BV1Mt4y1q72o](https://www.bilibili.com/video/BV1Mt4y1q72o)< br> < br> 注意事项:①:视频要求:请横屏拍摄,分辨率不低于1280×720,格式Mp4/Mov,单个视频大小限100M内;②:视频上传:请同步上传至大赛官网和B站([www.bilibili.com](www.bilibili.com)),B站人气TOP10项目将获得1000-5000元现金奖励,其它上传项目获得100元立创商城无门槛券;③:视频标题:第五届立创电子设计大赛:{项目名称}-{视频模块名称};如第五届立创电子设计大赛:《自动驾驶》项目-团队介绍。 *  7、是否首次公开发布 7.1、首次公开,报名后才开始构思的 *  8、开源文档 见附件 另外面板的开源工程在这里哦 [https://oshwhub\.com/eaea/shuo\-kong\-dian\-yuan\-mian\-ban\_copy\_copy](https://oshwhub.com/eaea/shuo-kong-dian-yuan-mian-ban_copy_copy)< br> < br> *  9、参考文献 1.刘胜利, 李龙文. 高频开关电源新技术应用[M]. 中国电力出版社, 2008. 2.SanjayaManiktala. 精通开关电源设计[M]. 人民邮电出版社, 2008. 3.张卫平. 开关变换器的建模与控制[M]. 中国电力出版社, 2006. 4.马国胜, 田野. CM6800电源控制器及其在大功率开关电源中的应用[J]. 电子设计工程, 2004, 000(001):38-42. 5.阳彩. 单相Boost功率因数校正电路拓扑及控制算法的研究[D]. 浙江大学, 2012. 点击链接了解更多详情:[https://www.szlcsc.com/go/dsxq](https://www.szlcsc.com/go/dsxq)
设计图
原理图
1 /
PCB
1 /
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ID Name Designator Footprint Quantity
1 75k R56 R0402 1
2 11k R57 R0402 1
3 39k R19,R20 R0402 2
4 510k R23 R0402 1
5 5.1k R26 R0402 1
6 NC R18,R52 R0402 2
7 330 R53,R51,R42 R0402 3
8 1.7k R17 R0402 1
9 68 R50 R0402 1
10 390k R55,R54,R25,R24 R1206 4
11 1M R21,R22 R1206 2
12 1N4148W_C115103 D16 SOD-123_L2.8-W1.8-LS3.7-RD 1
13 CM6800 U1 SOP-16_L10.3-W7.5-P1.27-LS10.4-BL 1
14 SMF18A D15 SOD-123FL_L2.6-W1.6-LS3.4-RD 1
15 10uF C45,C43,C82,C83,C67,C58 C0805 6
16 12n C17 C0402 1
17 470p C11,C13 C0402 2
18 22n C47,C15,C16 C0402 3
19 1n C48,C49,C10 C0402 3
20 680p C12 C0402 1
21 0.1u C44,C14,C46,C38,C66,C59,C84 C0402 7
22 150n C50 C0402 1
23 680n C51 C0402 1
24 EL357N-子图 U6,U11,U2 SOP-4_L3.9-W4.4-P2.54-LS7.0-TL 3
25 150Ω L8 L0805 1
26 10k R80,R48,R47,R2,R3,R6,R7,R8,R4,R5,R1,R15,R14,R33 R0402 14
27 47k R40,R41 R0402 2
28 680 R38 R0402 1
29 150 R43 R0402 1
30 1 R75 R0402 1
31 470 R74 R0402 1
32 280 R37 R0402 1
33 1000uF C32 CAP-TH_BD8.0-P3.50-D1.0-FD 1
34 SPX1117M3-L-3-3/TR U15 SOT-223-4_L6.5-W3.5-P2.30-LS7.0-BR 1
35 33p 100V C36 C0603 1
36 82p 100V C37 C0603 1
37 5.1M R35,R36 R1206 2
38 100pF C21,C23,C33,C74,C75,C40 CAP-TH_L5.5-W2.5-P5.00-D1.0 6
39 EI22 U13 EE19 - 5+5 1
40 P6KE220CA D6 P6KE220 系列TVS 竖直安装 1
41 3.3uH L4,L5 IND-SMD_L4.5-W4.0_PCD0403MT391 2
42 220uF C31 CAP-TH_BD6.3-P2.50-D1.0-FD 1
43 100uF C29 CAP-TH_BD6.3-P2.50-D1.0-FD 1
44 ES1JS D5 SOD-123F_L2.8-W1.8-LS3.7-RD 1
45 SS26F_C183460 D8 SMAF_L3.5-W2.6-LS4.7-RD 1
46 CJ431_C3113 U9 SOT-23-3_L2.9-W1.6-P1.90-LS2.8-BR 1
47 10uF C28 CAP-TH_BD4.0-P1.50-D0.8-FD 1
48 SS110 D18 SMA_L4.3-W2.6-LS5.2-RD 1
49 100uF C30 CAP-TH_BD5.0-P2.00-D0.8-FD 1
50 1nF C35,C55 C0402 2
51 TNY286DG-TL U14 SO-8C_7P-L4.9-W3.9-P1.27-BL-PE3 1
52 STTH8S06D D3 TO-220AC-2_L10.0-W4.5-P5.08-T 1
53 33 R32,R34 R2512 2
54 10 R46,R49,R71,R62 R0402 4
55 0.01 R44 R2512 1
56 100nF C41,C42 CAP-TH_L13.0-W6.0-P10.00-D1.0 2
57 PQ2620 T1 PQ2620-RI 1
58 US1MF_C190804 D14,D13 SMAF_L3.5-W2.6-LS4.7-RD 2
59 0.22 R30,R29 R1210 2
60 MB10FH5G0NP D17 MBF_L4.8-W3.9-P2.50-LS6.7-BL 1
61 SMF6.0A_C178260 D12 SOD-123F_L2.8-W1.8-LS3.7-RD 1
62 1nF C73,C72 CAP-TH_L6.0-W2.5-P5.00-D1.0 2
63 680nF C4 CAP-TH_L18.0-W8.5-P15.00-D1.2 1
64 STTH30R06CW D7 TO-247-3_L15.9-W5.1-P5.44-L 1
65 GBJ2510 D2 DIO-BG-TH_PB 1
66 1N4002W D10,D9 SOD-123F_L2.8-W1.8-LS3.7-RD 2
67 10nF C27,C39 CAP-TH_L8.0-W4.0-P5.00-D1.2 2
68 1N5406 D1 DO-201_BD5.3-L9.5-P13.50-D1.4-RD 1
69 220uF C18 铝电解横放 450V220UF 1
70 IPW65R095 Q5 TO-247-3_L15.9-W5.1-P5.44-L 1
71 NTC 15D-15 R28 RES-TH_L12.5-W5.1-P7.50-D1.2-S2.20 1
72 470nF C26 CAP-TH_L13.0-W7.5-P10.00-D1.0 1
73 7D471K R59 RES-TH_L9.0-W6.0-P5.00-D0.7-S6.00 1
74 470uF C22,C24,C25 CAP-TH_BD10.0-P5.00-D1.0-FD 3
75 680nF C20,C19 CAP-TH_L18.0-W7.5-P15.00-D1.2 2
76 10uF C81 CAP-TH_BD8.0-P3.50-D1.0-FD 1
77 HT508V-5.08-3P CN3 CONN-TH_3P-P5.08_HT508V-5.08-3P 1
78 STW12NK90Z Q3 TO-247-3_L15.9-W5.1-P5.44-L 1
79 220nF C34 CAP-TH_L13.0-W5.0-P10.00-D1.0 1
80 Bao L10,L3 12*6*4共模电感 2
81 100K R45 R2512 1
82 0.39 R31 R2512 1
83 1.34m L1 PQ2020 1+1 电感 1
84 220u L9 50125铁硅铝电感 1
85 129u L2 PQ2020 1+1 电感 1
86 5A保险丝 U8 保险丝座 1
87 HT508V-5.08-2P CN2 CONN-TH_P5.08_HT508V-5.08-2P 1
88 1k R9,R11,R12,R66,R67,R68,R73,R65 R0402 8
89 680 R79 R1206 1
90 10k R78,R63 R1206 2
91 18k R72,R70 R0402 2
92 100 R27,R10 R0402 2
93 3.3k R64,R69 R0402 2
94 68k R60,R39,R16 R0402 3
95 33k R58,R61,R77,R76 R0402 4
96 1.2k R13 R0402 1
97 HDR-F-2.54_1x6 H1 HDR-F-2.54_1X6 1
98 MMBT3904LT1G Q2,Q1 SOT-23-3_L2.9-W1.6-P1.90-LS2.8-BR 2
99 4.7nF C69,C62 C0402 2
100 27nF C68,C63 C0402 2
101 82nF C2,C1,C9,C8 C0402 4
102 18nF C61,C70,C54 C0402 3
103 100nF C57,C52 C0402 2
104 NC C53 C0402 1
105 15nF C7,C5 C0402 2
106 22nF C6,C3 C0402 2
107 LMV324-SR U4,U3 SOP-14_L8.6-W3.9-P1.27-LS6.0-BL 2

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