P150C Pro-D数控电子负载 电池容量测试仪

产品简介

P100C/P150C/P150C Pro/P150C Pro-D/P150C Pro-H系列直流恒流型数控电子负载是基于STC8H系列单片机为主控芯片开发而成，充分利用其优秀的硬件外设，运行为其深度定制开发的全新交互式控制系统，以运行安全稳定为前提，不断优化提高精度的电路设计，辅以优秀的人机交互操作，基本达到DIY电子负载的天花板。

产品设计参数

P150C/P150C Pro/P150C Pro-D/H系列操作说明

将电子负载放置于平稳的平面，该平面应为绝缘体，且无异物凸起接触 PCB 板背面元件，远离依然易爆物体，例如纸张、塑料袋、锂电池等，接入设备供电电源，P150C Pro-D/H 系列电子负载供电电压允许范围 DC9V~24V（原设计使用的 CPU 散热风扇额定电压DC12V，使用不同电压供电前一定要检查散热风扇是否匹配），P150C Pro 系列电子负载供电电压允许范围 DC12V~15V。设备供电电流均需要大于 1A，使用大功率散热风扇请独立供电，采用引出PWM信号调制控制的方式，板载B772芯片最大仅能承受1A内电流。

注：建议不要使用无控制芯片的反激电源，通常该类电源有较大纹波，可能会影响系统测量与控制精度。

根据需要设置电子负载运行模式，默认值为恒流模式，P100C/P150C系列仅有恒流模式，P150C Pro/P150C Pro-D/H系列其他模式可能会根据固件版本升级有所不同，请参考固件升级页面说明。

接入被测电源，若使用4线差分输入，请使用4根输入线（电流输入线载流必须达标，电压输入线无要求），分别接在电子负载端[电压+]、[电流+]、[电流-]、[电压-]四个输入端子上，另一端将[电压+]、[电流+]和[电流-]、[电压-]两两并联后连接在被测电源上；若使用2线输入，请先使用短接线分别将电子负载端[电压+]、[电流+]和[电流-]、[电压-]端子两两短接，然后从[电流+]和[电流-]端子接出2根输入线连接在被测电源上。特别注意：2线输入时，[电压+]、[电流+]和[电流-]、[电压-]端子两两短接后必须从[电流+]和[电流-]端子接出2根输入线连接在被测电源上，请勿从[电压+]和[电压-]上引出输入线，这样会产生一定压降引起设备计量误差。

通过[旋转编码器]调整显示屏上红色指示器位置，短按[旋转编码器]中键进入被指示器选中的设置项，此时指示器将以红色背景色凸出显示当前被选中的位，按住[旋转编码器]并旋转可以左右调整当前选中位，旋转[旋转编码器]调整当前选中位的值。长按住[旋转编码器]3 秒以上可以锁定或解锁系统，锁定后屏幕左下角运行/停止指示内部带有锁定的图标，同时所有按键仅有提示音声音（如果打开了按键提示音），但系统不会响应任何事件，此时系统启动运行可以由自动测试模式启动或由多功能 I/O 控制（设置为启停信号输入时）启动，停止运行可以由系统保护停止或由多功能 I/O 控制（设置为启停信号输入时）停止。

设备左侧为TFT液晶显示屏。显示屏顶栏显示依次为时间计量、MOS管温度或外部温度、散热风扇转速显示，底栏显示运行状态、运行或停止提示信息，中间部分显示[实时电压]值、[实时电流]值、[实时功率]值、[容量计量]值、[电能量计量]值，显示屏右侧为设置区域，可以使用[校准/设置]按键切换参数校准和参数设置界面。

设置完成后，长按[运行/停止]按键启动运行，为防止被测电源误保护，可以通过调整设置页内的[上升斜率]来控制电流上升速率，当电流达到设定值后系统自动计算被测电源直流内阻（直流内阻通常无法精确反映被测电源真实内阻，测量值仅供参考，需要在电压选项中启用内阻估算功能，如需准确得知被测电源内阻，建议使用交流内阻测试仪），短按[运行/停止]按键即可停止运行，系统除手动按[运行/停止]按键停止运行以外，还可以由保护系统自动停止运行，例如触发[截止电压]值和设定的[计时时间]归零等，双击[运行/停止]按键可以清零所有计量数据和复位保护。

特别提醒：调节运行电流或截止电压时，按住[旋转编码器]中键并旋转可以向左或向右调节指示器位置，即默认在小数点后第 2 位位置，可以向小数点后第 1 位、个位、十位调整。其他选项调节时类似，数值类参数调整时则可以 x10 倍速快速增减，P150C Pro/P150C Pro-D/H 系列在 2024.06 版本固件以后按住[旋转编码器]中键后根据旋转加速度提供 x10~x500 倍速便于快速调整。

 

【本开源工程特指P150C Pro-D/H系列直流恒流型数控电子负载】

P100C/P150C/P150C Pro/P150C Pro-D/H系列数控电子负载是一款DIY产品，因此性能参数上是不能与商业产品比较的。但因其创新的高度集成化电路设计，使得DIY制作非常便捷，再加上硬件资料开源，配合丰富的软件功能获得众多玩家推崇。

功能界面

 

 

 

虽然该产品为恒流型电子负载，但通过软件实现了简单的恒压模式，仅供测量电压变化不大的电源，例如蓄电池。

 

为了实现满足大家的需求，特地开放各个参数调整设置，让你在DIY改造时更加得心应手。

设置界面

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

最重要的是保证每一个产品的精度，由软件上的参数校准完美解决。

参数校准界面

⚪实际运行电流=设定电流*[比例系数]+ [输出零点]
⚪实时电流显示=采样电流信号*PGA增益*[电流系数]-[电流零点]
⚪实时电压显示=采样电压信号*PGA增益*[电压系数]-[电压零点]

P150C Pro-D系列数控电子负载的主要特点

使用常见的DC5.5*2.1端口供电，原设计输入DC12V 1A。
使用2.0inch彩色LCD显示屏，全中文提示，各项参数显示一目了然。
具备过流、过功率、过温、过压等保护。
支持电流、截止电压、倒计时、参数校准等设定。
支持普通恒流模式、自动测试、动态测试等功能。
支持一路多功能I/O，可根据实际用途设置为多种功能。
散热风扇支持温控调速，安装孔支持Intel 775、115x平台CPU散热器。
使用24Bit高精度电能计量芯片，理论计量误差≤±0.5%（0.5级精度）。
使用4线差分输入测量，且使用0.001Ω采样电阻可以最低程度减少外部损耗。

 

从设计之初的P100C系列到目前最新的P150C Pro-D系列，历经近20多个版本设计，耗时也长达3年之久，在这期间得到老冯、X II V、林℃、雄仙等众多大佬的答疑解惑与指导改进，让我站在巨人的肩膀上完成了该产品。得到大佬们的指点虽然不敢忘却，但仅能以文末鸣谢方式聊表感谢之情。对于我来说，每设计一款产品一定是要量产的，不然毫无意义，因此元器件的选用基本都是低成本、易获取的，而对于要求更高的玩家们，通过提高供电稳定、基准电压稳定、调整反馈环路、调整PCB布线等等方案可以在此基础上更进一步，享受折腾带来的乐趣，而我们在软件上开放大量参数可供自由调整，尽量不限制您的发挥，并且我们长期提供所有已发售过的产品的配套备件，便于维修和正常损耗的备用，可以通过小黄鱼、小企鹅等平台联系到我购买。

 

为节省编辑时间，大多数内容均复制自产品用户手册（没错，非常专业的提供了用户手册），您可以访问网站获取用户手册以查看故障排查、串口通讯等其他详细介绍：https://s.cnwans.com/P150CPro。

 

该工程原理图、PCB源文件和BOM表直接在线编辑查看即可，原理图毕竟自己用嘛，画的乱了点不影响，同时附件下提供简单的操作演示视频，固件可以访问网站实时获取最新版本：https://s.cnwans.com/P150CPro。因为某些原因，程序是不会开源的，但开发者会长期根据用户反馈信息而更新固件，固件使用前需要进行注册，是为了限制被无序商用，注册服务由该网站提供（免费注册，至少能保证您在看到本工程时仍有效）。

 

若您想购买成品或者全套散件可以在小黄鱼搜索P150C Pro 电子负载找到（目前全部为第三方设计，很多大功率版本）。特别注意的是：该工程中仅液晶显示屏已绝版，您必须更改为同类控制器（ILI9225或ST7775）的液晶屏，某宝各种各样的大量有售，使用时仅需要修改一下FPC焊盘即可。该液晶显示屏资料：http://down.cnwans.com/archives/486。其余元器件均选用某宝或立创商城现货，为什么不选用常见的显示屏呢，只能说开发者是为了利用这个屏而开发了整个产品，而不是为了开发该产品而去选择了这个屏。

 

如果您无法解决液晶显示屏的问题，还有更为小巧可爱的P100C系列数控电子负载供您DIY，其选用经典易获取的12864黑白点阵屏（固件内提供屏幕对比度调节功能可以兼容所有ST7567控制器的液晶屏，您可以选择使用某宝全新、老王库存、POS机拆机等等，小至1寸，大至3寸任君选用），P100C系列大部分元件与P150C Pro系列一致，其相关资料可以在数码之家获取。

 

欣赏P100C系列数控电子负载的原设计，仅5*10cm大小做到100W耗散功率：

 

同样的集成完善的保护功能：

 

 

P100C系列已经于2021年开源（数码之家论坛），因此已经有一些玩家改进PCB，有兴趣可以参考网上的一些改进版本。

顺便再提一句老款的P150C系列也于2021年开源（数码之家论坛），这两者均为USB 5.0V供电，不足之处就是散热风扇启动后，USB电流不足会造成系统一定干扰，因此在往后的P150C Pro系列设计时改为了12V输入，以及最新P150C Pro-D系列的9V~24V输入。

P150C Pro-D系列凭借优秀的软硬件设计获得超多玩家和爱好者复刻，在此基础上涌现出了很多有特点的外壳设计，还是网友们的审美UP，特别收藏了几张图片在这里分享出来。

 

 

很多爱好者们通过优化硬件设计不断挑战单管极限耗散功率，我们为之记录精彩时刻，且列为以下榜单：

Tips: MOS管打磨为镜面可以有效提高热传导能力，双面散热可进一步提高上限。

排名	挑战者	功率管型号	散热方式	记录值
1	逆鳞	光磊科技GL100NX15A64	MOS管双面散热 金属面：银欣360水冷+200W暴力风扇 塑封面：卧式4热管CPU散热器	1082W
2	尛圖籽	APT94N65B2C6	利民PA120SE+双4000转散热风扇（台达FFB1212EH）	940W
3	小🐠	APT106N60B2C6	利民FC140+双4000转散热风扇	770W
4	尛圖籽	FQA65N20	利民PS120SE+双4000转散热风扇（台达FFB1212EH）	723W
5	小🐠	APT94N65B2C3G	利民PA120SE+双4000转散热风扇	720W
6	尛圖籽	APT106N60LC6	利民PA120SE+双1550转散热风扇	716W
7	奔向未来的日子	FQA65N20	酷龙6热管镜面铜底塔式散热器+7000转暴力散热风扇	635W
8	奔向未来的日子	IXFK26N120P	酷龙6热管镜面铜底塔式散热器+7000转暴力散热风扇	555.3W
9	千言万语	APT106N60LC6	利民PA120SE+元力双2600转散热风扇，利民TF7导热硅脂	550W
10	修电脑的李白白	FDL100N50F	CPU盖+多热管散热器+8000转暴力散热风扇	401.3W

录制稳定运行1分钟以上的视频视为挑战成功，期待您的挑战。

温馨提示该产品设计功率为150W，各位爱好者挑战单管耗散功率极限存在一定的风险隐患，请大家注意使用和操作过程中的危险因素并采取必要的安全措施，例如佩戴防护眼镜、使用绝缘垫、操作现场具备通风设施、灭火设施等，以及就近具备多种能够迅速切断电源的方式，必要时可配备急救药品。

顺带一提我们同时设计了基于TL494芯片控制多管demo板（由于各种原因搁置了项目进度，目前只是demo暂无成品），若非必要无需给单管上过大压力，多管才是王道。

目前主流多管设计方案有以下几种，以下分析仅供参考：

1、硬件电位器校准运放零点偏置电压方案，支持0A起控，线性度较好，结构较简单，较少遇到自激现象，电位器可能存在温漂。（推荐）

2、硬件一主控带多运放闭环控制方案，支持0A起控，线性度较好，设计较复杂，需要调整反馈电路解决自激现象。（即demo板设计）

3、直接并联多路运放方案，不支持0A起控，线性度较好，结构较简单。（要求不高可用）

4、MOS管控制多个三极管并联方案，支持0A起控，线性度一般，可能存在自激现象。

5、直接并联多MOS管方案，一定会产生自激，请勿尝试。

6、软件闭环控制方案，需要较高的实时计算与控制速度，不支持该项目。

2024.05.21注：该项目使用的ADC芯片HLW8110近期存在2105批次无法使用现象，请注意辨别批次。

新焊接的PCB烧录固件提示ADC通讯故障三步走：

1.检查系统运行频率是否为40MHz；

2.检查硬件连接：测量各个芯片引脚与PCB之间有无虚焊或连锡；

3.检查供电回路：测量MCU和ADC芯片的供电是否正常，5V或3.3V。

最后再考虑芯片批次原因。

炸管损坏后提示ADC通讯故障三步走：

1.直接更换ADC芯片；

2.直接更换MCU单片机（需要重新注册）；

3.检查是否有其他故障，例如供电回路损坏：测量MCU和ADC芯片的供电是否正常，5V或3.3V。

最后再考虑芯片自身原因。

最后，您可以自由把玩本工程，但您不得将此工程商业化（少量制作与销售无伤大雅，批量生产请联系我们购买授权），本工程由cnwans.com保留部分权利。