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小功率直流负载仪

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简介

迷你直流负载仪---------------长时间运行推荐功率:<7W(约升温60℃); 电压范围:0~9.99V; 电流范围:0~3A; (PS.更换更好的散热方式可以显著提高工作功率)

简介:迷你直流负载仪---------------长时间运行推荐功率:<7W(约升温60℃); 电压范围:0~9.99V; 电流范围:0~3A; (PS.更换更好的散热方式可以显著提高工作功率)

开源协议

CC BY-NC-SA 3.0

创建时间:2025-03-21 20:36:42更新时间:2025-05-30 09:55:21

描述

核心部件

主控:STM32F103RCT6
功率管:达林顿管TIP122-JSM;立创编码:C7498976
散热片:20*15*10 TO-220散热片(更换更好的散热方式可以显著提高工作功率,但相对的体积会显著增加

试验数据:

恒流测试:

序号 目标值 实测值
1 10mA 9.7mA
2 30mA 29.2mA
3 80mA 78.1mA
4 130mA 128.5mA
5 200mA 199.1mA
6 1A 0.98A

恒压测试:

序号 目标值 实测值
1 0.5V 0.52V
2 1.56V 1.58V
3 2.8V 2.87V
4 5V 5.06V

原理图:

电源部分:

1、12V DC2.0插口输入

2、NE555生成-10V负压(为了提供给运放,双电源供电可以显著提升小电流控制精度和下限)

3、DC-DC 转换12V为5V.

4、LDO 5V 转3.3V供给MCU及LCD屏幕

控制部分

1、主控 STM32F103RCT6

2、恒压控制部分:主控DAC 输出电压接入运放"-"输入端,U2接口电压分压+跟随后接回运放"+"输入端。

当U2接口端电压高于DAC设置电压时,运放输出正压,导通达林顿管,加大负载电流使得电压被拉低。

当U2接口端电压低于DAC设置电压时,运放输出负压,关闭达林顿管,截断负载电流使得电压回升。

3、恒流控制部分

DAC输出电压接运放"+"输入端,电流采样放大后的信号接运放"-"输入端。

电流信号经过0.01Ω的采样电阻转换为电压信号,再经过INA180A3放大100倍输入到运放的"-",当电流小于目标电流时,DAC输出端电压大于IN180放大后的电压,运放输出正向的高电压导通达林顿管,电流变大。

当电流大于目标电流时,DAC输出端电压小于IN180放大后的电压,运放输出负压截止达林顿管,电流停止。

电流在设定值附近反复变化,均值稳定在设定值上。

 

核心代码:

DAC输出控制的目标电压:

DAC_SetChannel2Data(DAC_Align_12b_R,(uint16_t)(*value).Set_Vol*1.91);;  

DAC输出设定值=目标电压(0.01V)*4095/330/13*2

4095/330/13*2≈1.91,为了简化运算,故代码中直接*1.91。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

DAC输出控制的目标电流:

DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_R,(uint16_t)TestTools.Set_Cur*0.62);

DAC 输出设定值 = 目标电流(mA)*4095/3300/2

4095/3300/2≈0.62;为了简化运算,故代码中直接*0.62.

/2是因为使用了双管,总电流是两个管子的电流相加。

 

keil5工程代码见附件。

设计图

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