#第五届立创电子#线性预稳压/DCDC双模切换两象限电源 - 嘉立创EDA开源硬件平台

# 1、自我介绍 本人是在校学生，STM32稍微入门的水平，想学习多一种单片机，GD32或许是个不错选择。 # 2、项目简介 想要做一个功能尽可能全都要的电源，见识过IMAXB6充电器，发现了几个缺点，于是在他的基础上进行改造。 # 3、项目描述 作为数控电源，首先要分成4大模块：**功率，数模，模数，人机交互**。 授人以鱼不如授人以渔。 我认为硬件开源的项目，比起只是把图丢出来，秀秀功能，发个HEX。还不如把原理讲清，让别人吃透你的设计，才算分享。 ## 硬件细节 说到电源，首先从功率部分讲起 **功率回路：** 输入-->xl4501(我以前开源的升降压拓扑,点我个人主页查看）-->LM317(进一步稳压)-->ACS712(霍尔电流采样)-->输出  **假负载回路：** 输出端电流反向流入-->ACS712(霍尔电流采样)-->IRF1404(低导通电阻MOS管)-->R12(取样电阻)-->GND  **外设电压产生：** 首先是中间电压：  功率5V供电：  -5V产生：  其实降压拓扑的ic都是可以用来产生负压的（包括同步整流的ic）， 而现在新的PDF一般不会写出来。你百度出来的图基本都是MC34063，这个芯片很全能，但效率上不去。 话虽如此，但里面的拓扑很值得学习。 **简单的电源滤波电路：** RC滤波后，经过三极管放大，从而抑制纹波。   ##### 关于电源这图的线性降压为什么不用1117-5，而是用7805呢？ 这要从纹波抑制这个参数说起。 下面这图是1117的，作为低压差稳压块（LDO）来说，由于用P管作调整管，这曲线符合预期。  下图是7805的，由于采用N管调整，对输入的干扰不是敏感，所以高频的纹波抑制上去的。 这对于DCDC再线性稳压给精密部分是有好处的。 （功率部分线性稳压采用LM317同理，大电流低压降的型号有LM1084）  **反馈调节部分：** **预稳压跟随：** LM317的电压经过R6,R7分压，输入进Q3（PMOS），当Q3的GS电压到达导通阀值时，Q3导通，FB拉高， 使得XL4051输出变低，不通过单片机控制便能电压跟随，按照图上的参数，实测LM317两端电压为3V。 而且R10的下方并不是接GND的，而是接到其中一个DAC的输出，这样便可以0V起调了。 【假设：忽略Q3,DCDC_CTRL的电压为1.25V(FB的内部参考电压也是1.25V)，则输出电压也稳定在1.25V， 如果DCDC_CTRL电压比1.25V高，则输出会比1.25V低（前提是带负载，如果空载，电流会从反馈电阻流到输出）。好比一个反相比例放大电路】  **DAC驱动放大：** 第一个运放组成巴特沃斯滤波器，用作滤波和增加输入电阻 第二个运放组成反相比例放大器，使DAC动态范围在运放电源轨内任意调节，充分发挥DAC位数。  **单端转差分电路：** 由于想把ADC的分辨率用起来，所以用GS8592(性价比很高的精密轨对轨运放)，做了单端转差分电路， 但目前的情况是电流读数不是很稳定，不确定这个电路是可靠的，等排查了问题修改了电路再重新编辑。  **人机交互的IO复用：** LCD1602是EN下降沿才加载数据，其他时候数据脚是可以做其他用途的， 这里我引出一个按键使能端，置低后，便能读取按键状态了  # 软件细节 这是温度采样的原理图，通过三极管电流镜电路产生4mA的恒定电流流过NTC电阻  这是从pdf里复制出的电阻表，经过excel的计算转换，导出数组，推荐大家也这么操作 （末尾给出腾讯文档链接，可以学习下对应函数）  经过二分查表法，便能将adc电压转成对于温度，代码如下： ``` language //输出16~99度 uint8_t ntc_decode(uint16_t dat)//以降序排序的二分法查表 { uint8_t min=0; uint8_t max=83;//限制最大显示99度 uint8_t temp; uint8_t i; for(i=0;i=ntc_code[temp]) max=temp; else min=temp; } for(i=min;i=ntc_code[i]) break; } return i+16; } ``` CGRAM作模拟条显示的代码，具体效果看下面视频 通过这个模拟条，节省了1602本来不多的屏幕空间 通过实际值与目标值的百分比，让使用者知道当前是恒流还是恒压模式，预估当前设定的值， 便于查看更快的变化(万用表刷新的速度一般是4HZ，我这里的字符刷新是5HZ，模拟条是10HZ) ``` language void lcd_write(uint8_t dat,uint8_t cmd);//1602写数据，cmd为0为命令，1为数据 void LCD_analog(uint8_t add,uint8_t dat)//模拟条CGRAM加载 { uint8_t temp; lcd_write(0x40+(add