Power Ultra 高精度迷你数控源

QQ群：626103921

项目简介

• Power Ultra 是一款专为广大电子爱好者，嵌入式工程师们设计的一款便携的高精度数控可调电源，采用TYPE-C口诱骗PD3.2 输入，可以输出0-26v电压，0-5A电流。足以应对大部分电路调试和供电需求。

产品功能

- 最大100W输出功率
- PD3.2高功率诱骗
- 电压电流可单独设置目标输出
- 具有硬件恒流恒压功能
- 侧边设置滚轮编码器丝滑调节
- 输出端采用4MM香蕉头母座，适配大部分电源线

产品参数

注：此电源为降压电压，不具备升压功能，输出最大电压为输入电压的95%左右

产品精度性能测试

1. 电压精度展示

输出涵盖超低压到高压，经过测试实际精度很令人满意，在各个电压区间均线性度良好（注：此万用表经过5位半校准）

电压输出采用硬件+软件PI双环控制，在大电流下依然不会有电压下降现象。
标称满功率是100W，但实际短时间可以超功率运行，但是不建议哈哈，会有小星星

2. 电流精度展示

电流经过测试，实际精度在+-10mA左右，如果对电流没有太高要求，精度基本够用（毕竟不是对标某CC表的。[委屈]）

3. 纹波展示

在示波器上以交流耦合，1X，20MHZ情况下测试纹波，使用接地弹簧进行测量

• 3.3V输出纹波32mV左右
  
• 12V输出纹波46mv左右
  

4. 输出展示

上电输出无电压过冲，波形很干净，不用担心敏感设备

产品操作说明

估计大部分同学有用过类似睿登的电源产品吧，这个电源的操作逻辑类似睿登（谁说叫小登电源了？）
设置有电压，电流设置键，确定键和开关输出键，顶部是编码器，可以按下切换设置位，波动调节数据。

界面中显示有输出的电压电流功率的数据，还有右下角输出电能统计和右上角的输入电压显示。底部栏显示CV/CC状态和电源输出状态（打开或者关闭）。

原理解析（硬件说明）

• 核心原理主要是如何实现硬件恒流恒压的，我在学习电源之前就看到过很多大佬做的数控电源，大多实际是电压源，并不具备恒流功能，要不就是用软件做的电流环，但是这样做是有很大风险的，响应速度远不如硬件方案（除非用高速数字电源方案）。在网上看到最多的硬件开源方案就是将电源芯片的FB引脚接地，然后再COMP运放补偿口外接运放来做电压环和电流环，这样做的好处就是可以自己去定义电源环路的响应，增益和PI调节参数，这样做出来的电源如果调节良好，性能可以大大提升。但是难点也十分明显，就是非常难调，需要通过电源波特图中频率和相位数据，调节相位裕度，让环路可以处于稳定状态，这涉及环路零点和极点的调节......说人话就是不好调。所以我找到一颗外围极其简单的芯片：LM73606。它的所有环路补偿几乎都在内部，有人要说了那它内部的补偿就一定好吗，但是呢能至少稳定拉。所以电压电流的控制都是基于FB点来拓展控制的，如图：
  
  电压控制是通过引入外部DAC来向FB点注入电流，从而改变FB点电压以及输出电压，其原理是通过图上公式得出的，可以看图推导下哈，这里不多赘述。电流环是通过一个电流差分采样芯片INA180，采样AD输入到一个PI运放的同相端，这其实采用了TYPE-II构型的PI调节器，反向端为电流的设定值。这样设计的话，当实际电流近乎到设定电流时，运放会输出1.5V以上的电压，通过运放输出端的二极管将电流注入FB点，强制让电源输出下降一直到运行电流在设定电流值附近。这里加D1二极管是为了隔离电压环和电流环，互不干扰，只有当触发电流环时电流运放才会切入控制环路。
• DAC部分就是用了个最常用的PWM转DAC电路，通过高分辨率的PWM可以控制输出16位分辨率的DAC电压
  

部分零件链接：

1.接线柱：【淘宝】7天无理由退货 https://e.tb.cn/h.RqCUTyprGlt5GXN?tk=VoY2ghewmcr tG-#22>lD 「铁端子卧式 接线柱 端子台 PCB焊接端子 接线端子 DZ-61」
点击链接直接打开 或者 淘宝搜索直接打开
2.屏幕：【淘宝】7天无理由退货 https://e.tb.cn/h.RKeeUONYXTbIyXJ?tk=SnPRghezZ8K HU006 「1.54寸TFT LCD显示屏240X240 ST7789驱动串口屏IPS 液晶屏高清屏」
点击链接直接打开 或者 淘宝搜索直接打开
3.4mm母座：【淘宝】7天无理由退货 https://e.tb.cn/h.RqavDb6duG5dEQd?tk=YkKfghVZX5m MF937 「4mm香蕉插头带螺牙M3/M4螺纹焊接纯铜灯笼头治具配件测试端子母座」
点击链接直接打开 或者 淘宝搜索直接打开
4.电源线：【淘宝】7天无理由退货 https://e.tb.cn/h.RqCQDwAr898as2M?tk=mtiNghV0d6J CZ193 「4mm香蕉插头转鳄鱼夹带线 纯铜大电流直流电源稳压输出线测试夹线」
点击链接直接打开 或者 淘宝搜索直接打开
5.按键：要买5-6MM高的金属按键，不然高度不够
【淘宝】7天无理由退货 https://e.tb.cn/h.RqCtJ7krUcpaHdt?tk=JLLnghV6Cra HU926 「441.5/1.7/2.0mm金属铜头防水轻触微动按键开关贴片四脚5.2*5.2」
点击链接直接打开 或者 淘宝搜索直接打开
6.上下板链接FPC排线：要买5cm长的反向10P的。
【淘宝】假一赔四 https://e.tb.cn/h.RqCnjm4JIH4l1j1?tk=T81NghV29iy CZ225 「FPC软排线0.5mm连接线FFC扁平线反向同向20624线5-50cm 4p40p-80p」
点击链接直接打开 或者 淘宝搜索直接打开
7.铜柱：8mm长的M2铜柱
【淘宝】假一赔四 https://e.tb.cn/h.Rrgf6dvHG1RShBI?tk=GA2gghVUFSK CZ225 「M2双通铜柱圆形滚花监控支撑柱单头铜柱安防摄像机隔离柱间隔螺柱」
点击链接直接打开 或者 淘宝搜索直接打开
8.M2螺丝：【淘宝】大促价保 https://e.tb.cn/h.RKelvRC2K9vQ2X4?tk=3FxWghVgQJ5 CZ009 「黑色CM十字薄扁平头螺丝钉大平头电脑电子螺栓M1.2M1.6M2M3M4M5M6」
点击链接直接打开 或者 淘宝搜索直接打开
9.散热片：规格（22mmx22mmx3mm）
【淘宝】https://e.tb.cn/h.RqCFmvqN0nBoM5t?tk=cx02ghViYge CZ225 「超薄散热片铝制 ic小型电子芯片主板mos管 路由CPU散热器导热背胶」
点击链接直接打开 或者 淘宝搜索直接打开

## 注意事项！！！

• 长期供电建议不要大于4A输出，电源采用被动散热方式，虽然效率在90%以上，但是在大功率下输出依然会发热，如果需要大功率输出，请加强散热。
• 输出支持恒流功能，短路会切恒流保护，但是建议不要长时间短路，对电路有一定程度上的损坏
• 当输入为PD20V档位时，输出最多到19.5V，输入为28V档位时才可以触发26V电压输出
• PCB要打1.2mm厚的，不要打错了
• 此项目开源目的仅为电子爱好者学习交流，如需商用请联系作者