有源DC恒流电子负载

7个月前

简介:有源DC恒流电子负载,使用Intel 775散热器,设计功率90W,自带电压电流表。

开源协议: GPL 3.0

描述

简介

有源DC恒流电子负载,使用Intel 775散热器,设计功率90W(实际稳定120W),自带电压电流表。


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安全警告!

电子负载工作时存在电击、高温烫伤、风扇高速旋转产生的物理性损伤等多种可能至人伤、残、死亡的风险。请严格按照安全规范操作并做好充足的保护,未成年人请在监护人的辅助下操作。自行制作、使用本产品表示你已经对安全风险有充足的认知,造成的任何损失和后果自负,平台方和作者本人均不承担任何法律上的责任。


特性

  • 使用Intel 775散热器
  • 有源设计,供电电压:12V。
  • 负载端输入电压:1~30V,最大恒流值:10A。
  • 设计最大功率120W。
  • 可变的最大恒流值和最大功率,由自己制作时的散热情况决定
  • 低内阻
  • 软开关功能。
  • 自带电压电流表表头,由STM32F030K6T6控制。
  • 功率管温度监控
  • 温控风扇,四线PWM风扇控制(兼容3线和2线风扇)
  • 完善的保护功能。
    • 过热保护
    • 负载输入端快融保险丝
    • 过电流保护
    • 过功率保护
    • 反接保护
    • ADC端口保护
  • 全部原材料廉价易得,便于个人制作。
  • 电压电流表支持软件校准
  • 源代码开放

注意事项

  • R18用来控制最大恒流电流,100kΩ时实测约3A,如果想要达到10A,建议使用22KΩ。更大的电流需要更好的接线端子和更加强大的散热系统。
  • 负载端输入端子建议使用相对质量好点的。
  • PCB上预留有供堆锡的开窗区,目前的设计下不堆锡也可以稳定过10A,建议根据自己实际制作时实际情况选择是否堆锡。
  • 以下部位建议堆锡:端子的焊接点;二极管和MOS之间的连线。
  • JP1跳线为调试预留,不要短接
  • JP2~JP4跳线为风扇控制选择跳线,需要按照原理图中的表格说明来根据风扇类别选择是否短接
  • 风扇座子如果买不到专用的4线全兼容版KF2510座子,可以使用2.54排针代替
  • NTC的取值在原理图中使用的是100k,但是因为手头没有合适的NTC,所以使用了10K,B值3950的NTC,如果自己使用不同的NTC,则需要重新计算温度对照表。建议自己制作的时候还是使用100K的NTC比较好。
  • 有些风扇因为存在防停转保护,所以可能无法停转。
  • 源代码是trueStudio工程,使用方法详见附件中的“使用TrueStudio导入、编译、下载STM32程序.pdf”

实物图片

正面图 IMG_3615.jpg

侧面图 IMG_3616.jpg

电压电流表 IMG_3618.jpg

风扇转速 IMG_3620.jpg

BOM

ID Designator Footprint Quantity
1 R29,R19 C0805 2
2 D5,D3,D4 LL-34_L3.5-W1.5-RD 3
3 D6 TO-247AC-3_L15.8-W5.0-P5.46-L 1
4 SWD DIP-1X4P-2.54MM-M 1
5 JP1,JP2,JP3,JP4 JUMPER-0603 4
6 OLED OLED-12834-REVERSE 1
7 L1 1206 1
8 R12,R23,R30 C0805 3
9 D2,D1 SMA_L4.4-W2.6-LS5.0-RD 2
10 R8,R10 RES-SMD_L6.4-W3.2 2
11 Q2 SOT-23(SOT-23-3) 1
12 C13,C14,C12,C15 CAP-TH_BD5.0-P2.00-D0.8-FD 4
13 F3 FUSE-TH_L22.6-W9.0 1
14 DC1 CONN-TH_DC-005-2.5A-2.0 1
15 U2 SOT-223-3_L6.5-W3.4-P2.30-LS7.0-BR 1
16 Q3 SOT-23-3 1
17 LR LED-TH_BD5.0_RED 1
18 KEY1,KEY2 KEY-TH_4P-L6.0-W6.0-P4.50-LS6.5 2
19 U7 TO-252-2_L6.6-W6.1-P4.57-LS9.9-BR-CW 1
20 C6,C9,C16,C11 C1206 4
21 C23 C0805 1
22 C36,C7,C10,C17,C2,C24,C19,C21,C20,C1,C18,C37,C38,C28,C34,C22,C26,C25,C27 C0805 19
23 R21 RES-ADJ-TH_3296W 1
24 C3 C0805 1
25 U3 SOT-363_L2.0-W1.3-P0.65-LS2.1-BR 1
26 NTC RES-TH_L2.5-W2.5-P1.70-D0.3 1
27 C29,C33 C0805 2
28 C35 C0805 1
29 C31,C30 C0805 2
30 C4,C5,C8 CAP-TH_BD8.0-P3.50-D1.0-FD 3
31 LP LED-TH_BD5.0_GREEN 1
32 C32 CAP-D5.0×F2.0 1
33 FAN CONN-TH_4P-P2.54_A2510S-4P 1
34 U6 SOT-23-3_L2.9-W1.6-P1.90-LS2.8-BR 1
35 Q1 TO-247AC-3_L15.8-W5.0-P5.46-L 1
36 TIN CONN-TH_P5.08_KF127-5.08-2P 1
37 R11 C0805 1
38 R15 C0805 1
39 R17 C0805 1
40 R18,R4 C0805 2
41 R13 C0805 1
42 R14,R20,R6,R25,R16,R31 C0805 6
43 R22 C0805 1
44 R27,R28,R24,R7,R9,R2,R3,R5 C0805 8
45 R26 C0805 1
46 R1 C0805 1
47 U5 SOIC-14_L8.7-W3.9-P1.27-LS6.0-BL 1
48 U4 TQFP-32_L7.0-W7.0-P0.50-BL 1

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全部评论 40

Liuchengcheng

@micespring  好的老师,硬件电路改了之后不知道软件上支持提升功率和电压么,直接校准电压就好么,功率上限支持增大么

2020-11-26 14:54:08

micespring

@lnb801022  我发的就是完整版的代码(保存设置的代码如图),显然你的群友不太靠谱。。。。
image.png
要不你换一下AT24C02试试?真不行的话直接把控制背光的三极管短接掉,让背光常亮也可以。

2020-11-25 22:39:05

micespring

@Liuchengcheng  自己修改相关的电路即可,以下是几个增加功率的建议:


  • 换用更强力的散热器

  • 在功率线路上镀锡

  • 减小采样电阻的阻值

  • 换用电流更大的保险丝

注意:36V以上为非安全电压,整个系统需要重新设计才能符合安全规范,不建议修改。所以我不会提供任何关于提高输入电压的建议。

2020-11-25 17:24:16

lnb801022

大佬,我反映那个开机黑屏那个问题,换了存储还是每次开机都要调节亮度,找群友看了源码好像没有背光设置保存选项,能麻烦大佬给一个可以保存背光设置的固件吗

2020-11-24 22:52:51

Liuchengcheng

老大您参赛那款负载能扩展功率上限个电压上限么

2020-11-23 22:50:46

lnb801022

昨晚测试一下各项功能都已经正常了,就是关机再开机黑屏那个必须调整亮度才行,不确定是不是存储芯片问题,另外校准的数据可以保存wx_camera_1605795975686.jpg总体来说很不错,制作起来也比较容易,另外ntc电阻应该是10k的,bom清单里面是100k的

2020-11-20 17:28:40

lnb801022

白屏我是重新焊接了晶振,又重新刷了固件,感觉应该是固件开始烧录的有问题。

2020-11-20 17:24:00

micespring

@lnb801022  白屏问题的原因和解决方案请发出来,让其他遇到问题的朋友也能做个参考。不要只讨论问题却不说解决方案。

2020-11-19 23:08:51

lnb801022

目前白屏问题已经解决了,现在出现的问题是,每次开机屏幕亮度最低,设置好亮度,重新启动亮度还是最低,还有电流校准后,设置电流比负载实际电流低一倍左右,电压比较准确,还有ntc不显示温度,我没有100k的ntc,用的两个50k串联的,另外能否告诉一下模拟板上的几个跳线怎么短接。

2020-11-19 21:03:15

micespring

@lnb801022  另外让你改8M晶振你改了没有?

2020-11-19 11:00:26

micespring

@lnb801022  你自行修改PCB了吧?SPI速度太高走线不合标准跑飞了。

2020-11-19 10:57:30

lnb801022

1.


初始化过后白屏1605701793029.jpg

2020-11-18 20:17:15

micespring

@lnb801022  用8M晶振,我设计的时候用的是推荐的25M晶振,但是实际制作的时候手头没有25M的晶振了,就用的8M,后来一直是以8M晶振来开发的。原理图上没改。

2020-11-18 16:09:27

lnb801022

大佬你好,做了你参赛的那个负载,没接模拟板,单纯控制板上电有个初始化,初始化过后然后就白屏了,是不是必须接上模拟板才能正常显示界面,还是控制板电路有啥问题,另外参赛那个控制板上的晶振是25m的还是8m的。

2020-11-17 20:30:53

223diy

大佬,为啥我写程序的时侯报了一个325、360、387行,提示警告可以帮忙看一下吗?谢了

2020-11-11 22:06:54

Liuchengcheng

另外一个数控电子负载能提升负载电压和负载电流么,扩展负载功率上限

2020-11-11 19:32:36

micespring

@ewhz_88 我怀疑你是在校准模式下按一下校准键之后没有等屏幕提示就立即更改了输入的标准电压/电流。因为校准程序内部有个延迟采样的策略,所以每点击一次校准按钮后不要立即更改输入的电压或者电流,等屏幕提示了以后再切换下一个档位。如果这样还不行,直接把校准数据写死到代码里面也不是不可以。

2020-10-24 10:19:37

micespring

@lexmi  就算是加了编码器也不行的,这就是一个模拟电子负载+一个数字表头。跟数控电子负载相比在控制电路上有根本的不同。你还是做我比赛那个吧,屏幕也不贵啊,10来块钱而已。

2020-10-24 10:15:58

lexmi

大佬参赛作品单片机和屏太贵消耗不起,想做这个!不过我想修改为编码器修改各个值,这个可以通过修改软件搞定吗?还是硬件需要增加数字电位器。

2020-10-23 17:25:14

ewhz_88

@micespring  就是进入校准模式按着屏幕提示一步步来校准的,可是保存退出后接上电源测试误差还是和没有校准差不多大

2020-10-15 17:14:23

hdtv

大佬能不能简单描述一下恒流部分的原理啊?

2020-10-15 08:43:14

micespring

@ewhz_88  校准需要按照屏幕提示提供标准电压和电流的,你是怎么操作的?

2020-10-14 17:19:20

ewhz_88

校准不起作用是怎么回事?校准和没校准一个样误差十万八千里

2020-10-14 12:55:34

ml_m

能不能换管子提高输入电压,200V的输入电压?谢谢大神

2020-08-27 01:17:42

micespring

@daundijun  这里限制功率的主要因素是管子和散热器的接触面,换句话说,换管子作用不大。真想增加功率,要做双路才行。

2020-06-24 00:54:13

daundijun

能不能换管子提升功率?

2020-06-24 00:51:11

micespring

@yukang1744  可以短接一路运放,用来调试大阻值的采样电阻的实际表现。

2020-06-15 13:50:03

yukang1744

”JP1跳线为调试预留,不要短接”,预留JP1对调试有什么好处?

2020-06-15 10:25:12

GYSP

反正看着这个还是不错的

2020-05-29 18:52:08

micespring

@yukang1744  过流保护通过保险丝和软件限制实现。431可以不过运放。

2020-05-19 13:30:31

yukang1744

过电流保护是怎么实现的?麻烦版主详细解说一下

2020-05-19 10:48:07

yukang1744

VCC通过R17接TL431,形成2.5V基准源行不行?不经过运放了。

2020-05-19 10:42:01

micespring

@eaea  这样的话用起来很不方便,而且屏幕没地儿搁。其实,可以分两块板子打,一块儿主控板,一块儿功率板。人民的创意是无穷的嘛。

2020-05-09 11:45:20

eaea

@micespring  我之前是把管子焊在反面(最好在板子上留个孔方便伸螺丝刀,不然就只能先固定mos再焊接),把散热器立起来用,这样就能5元打样了image.pngimage.png

2020-05-09 02:47:55

micespring

@chensheng12330  连屏幕在内50块钱不到。也就PCB打样贵一点。

2020-04-28 11:25:52

chensheng12330

这造价,物料,不便宜.

2020-04-28 09:52:06

micespring

@akua  一个恒流基准源,为了让431工作更稳定。

2020-04-27 18:37:18

akua

大佬,运放U5.2(和431连在一块的)的作用是啥啊🤣

2020-04-27 18:03:56

micespring

@Scarrrr0725  你太过谦了,我的项目也大多数是学习和研究。

2020-04-21 10:46:05

MAYA0724

大佬又出来发作品了,望尘莫及

2020-04-20 23:46:07

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