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【你问我答】紧急呼叫maychang,关于《全民DIY ACDC实验电源》

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发表于 2013-11-25 16:59:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
尊敬的老爷子,您是俺最尊重的长者。


根据春哥的工作安排,春哥负责控制部分,即上述人机界面部份(B板),剩下的电源及AC DC相关的,俺想请老爷子出山,帮俺把把关,负责电源及电源控制部份(A板)。


有关详情请见:
【你问我答】响应春哥号召《全民DIY ACDC实验电源》
http://bbs.eeworld.com.cn/thread-419493-1-1.html
响应春哥号召《全民DIY ACDC实验电源》正在进行中。。。


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 楼主| 发表于 2013-11-25 17:01:10 | 显示全部楼层
由于活动第一次OUT了,再次启动人气严重不足,看戏人多参与人少,只有请老爷子多多指点,尽快把电源及电源控制部份(A板)完成,以聚人气。

到那时,《全民DIY ACDC实验电源》才算正式开场。。。

先谢谢啦~~~
:carnation:
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 楼主| 发表于 2013-11-25 17:35:52 | 显示全部楼层
有几个关键性问题,请老爷子帮俺出出主意~~~

问题1:
春哥设计要求有正负两路电压输出,而单片机只有一片,控制这正负两路的电压电流采样,由于压差的关系,其中一路能和单片机简单相连,另一路要加隔离后才能相连,您知道,这模拟信号的隔离芯片,有一点精度的,价钱很贵,远远高于数字隔离的代价,不知您有什么好的想法和建议?

春哥把电源设计成独立的A板和B板两大块,B板春哥负责,A板即用单片机控制正负两路电压输出,俺想要不再加一片单片机,把A板再分成两小块,独立控制两路电压输出,这样的好处是,
第一:结构简单,只需要一路电源的盆友玩一路,需要二路电源的盆友再加装一路玩二路,想玩三路四路。。。N路都行。
第二:成本低,增加一片单片机只要几块钱,而增加电压电流模拟信号的隔离,代价肯定超十元。
第三:使用灵活,原春哥的设计为正负两路电压输出,即只能串联使用,改成两路独立的电压输出,除了保留串联使用,还能并联使用,增加 1倍的输出电流。
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五彩晶圆(中级)

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 楼主| 发表于 2013-11-25 17:52:03 | 显示全部楼层
问题2:
春哥推荐的单片机为MSP430G2333(当然出于优先使用TI芯片的考虑),没有DA,只有10位分辨率的AD,
而春哥定的输出纹波不大于50mV。这只是一般开关电源输出纹波的1/8。
因此,开关电源直接输出显然不行,需再加一级低压差模拟稳压稳流后再输出,这样,必须要用到两路DA,以控制电压电流的输出。
方案1:   外加两路DA芯片,硬件代价太高了,俺暂时不想考虑。
方案2:   用PWM加RC滤波模拟DA,只不过控制反应速度很慢,俺怕在输出电流突变时,反应不过来,引起输出纹波超差。
方案3:   用R-2R电阻网络,通过IO口输出模拟DA,为缩小安装面积,R-2R电阻用4位网络贴片电阻组成,只是电阻的精度只有5%,因是闭环控制,精度影响不是主要的,俺只怕电路的单调性不好。

请老爷子重点帮俺考虑 方案2 和 方案3,给点好建议。
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技术导师勋章

发表于 2013-11-25 17:56:45 | 显示全部楼层
这事,如果楼主有意,大可按照自己的想法的进行,当初俺的方案是有特殊背景的,而现在已经时过境迁,楼主做的话并非一定要按照原来的思路进行,也没必要非得用哪家的芯片,不如当成全新的一个DIY项目。楼主不熟悉MSP430,也完全可以改用你熟悉的体系。技术方面的问题,俺可以尽力答疑解惑,类似的,请maychang做些技术指导应该不会有任何问题,但一个DIY活动特别是对初学者有一定难度的DIY,需要有一个项目带头人,所有具体的技术实施细节都要在带头人处解决,maychang年纪大了,恐怕不便过分打扰,既然楼主重提此事,不如楼主来做这个项目的带头人,按你的想法去具体实施。
上传了一些书籍资料,也许有你想要的:http://download.eeworld.com.cn/user/chunyang


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maychang

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发表于 2013-11-25 19:19:51 | 显示全部楼层
先说另一方案。
现在多数单片机自带PWM,可以考虑用单片机输出的PWM直接控制功率开关管,不另加D/A或者用PWM模拟D/A。至于A/D,用单片机自带的A/D即可。
这样硬件最省,但对软件要求比较高,除软件实现PID控制(或者不要D,只用PI)之外,计算速度必须够快。当然,不必在一个PWM周期内计算完毕,用两个三个PWM周期计算一次也可以,或者两个三个A/D转换周期计算一次。这样一来,所谓环路补偿等等就都到软件中实现了。单片机同时还要处理小键盘、数码管显示等等,够忙的。
但我觉得,直接用单片机输出的PWM对功率管进行控制,这才可以说是名副其实的数字开关电源。若是简单地用小键盘输入设定值,数字显示,而反馈环路仍用硬件实现,当然比较容易,但却不是数字开关电源。和单片机小键盘设定,D/A产生基准,数码管显示的线性稳压电源并无太大区别。
当然,虽元件最省,但对初学者或者学生是否合适,需要考虑,因为软件比较麻烦,未必是EEWORLD的最优方案。请xuyiyi和chunyang二位考虑。

点评

回老爷子,单单用开关电源,估计难做到春哥定的输出纹波不大于50mV。这只是一般开关电源输出纹波的1/8。 故所以想在后级再加一级低压差模拟稳压稳流后再输出,这样,必须要用到两路DA,以控制电压电流的输出。  详情 回复 发表于 2013-11-25 20:06
单就开关电源的原理、设计等对初学者已经是大挑战了,本身又涉及220V电压,对初学者而言,组装一台最常规的开关电源都未必是一件易事,再做数字电源,这个难度实在就太高了,至少也得建立在熟练掌握开关电源设计的基  详情 回复 发表于 2013-11-25 19:27


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maychang

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发表于 2013-11-25 19:26:27 | 显示全部楼层
至于两路输出,可能用两片单片机更合适。单片机便宜,线性隔离芯片贵。
这样当然两路互相独立,但公用小键盘和数码管显示,这两片单片机之间必须能够互相通讯。
但两片单片机之间的通讯若采用串行方式如SPI,则只需要一片双光耦。对光耦速度要求不高,对一片封装内两光耦之间抗电强度要求也不高(几十伏,通常不会超过100V)。

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技术导师勋章

发表于 2013-11-25 19:27:15 | 显示全部楼层

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单就开关电源的原理、设计等对初学者已经是大挑战了,本身又涉及220V电压,对初学者而言,组装一台最常规的开关电源都未必是一件易事,再做数字电源,这个难度实在就太高了,至少也得建立在熟练掌握开关电源设计的基础上才行。

点评

春哥正解~~~~ 对初学者来说,组装一台开关电源,已经很难了~~~ 更何况,大多数初学者可能手上连一台示波器都没有,碰到一点问题调不出,真是叫天天不应,叫地地不灵,一点办法都没有,网上发贴也未必能指点出  详情 回复 发表于 2013-11-25 20:15
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maychang

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发表于 2013-11-25 19:32:32 | 显示全部楼层
不过,前述双路输出用两片单片机方案,需要两单片机互相通讯,这对学生来说,也是稍有困难的。
若做单路输出,当然不存在通讯问题,比较容易。

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一步一个脚印,这样容易培养兴趣~~~ 电源先玩一路,后玩两路。  详情 回复 发表于 2013-11-25 20:20


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maychang

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发表于 2013-11-25 19:35:42 | 显示全部楼层
还有,工频输入是否要PFC?若加上PFC,硬件上更困难一些。
不过,对这样功率的设备,是可以不用PFC的。

点评

PFC要加,春哥原方案就有,但PFC不是必须的部件(因为不用PFC,电源照样能工作) 大体方案俺想分二步走,将电源及电源控制部份(A板)分成强电和弱电两大部分。 强电部分由 PFC和高压转低压开关电源组成,但这  详情 回复 发表于 2013-11-25 20:00


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 楼主| 发表于 2013-11-25 20:00:10 | 显示全部楼层

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PFC要加,春哥原方案就有,但PFC不是必须的部件(因为不用PFC,电源照样能工作)

大体方案俺想分二步走,将电源及电源控制部份(A板)分成强电和弱电两大部分。

强电部分由 PFC和高压转低压开关电源组成,但这部分对初学者来说,比较危险,胆小的可能不敢玩,怕触电,俺想先放一放,弄个成品开关电源先代替使用。

弱电部分由 单片机及AD,DA输出稳压稳流过流保护,电压电流检测单元等组成,这也是一般玩数控电源关心的核心部分,这部分先入手搞出来,这样,就能组成一个简单的数控电源先玩起来,以吸引更多的网友参与。

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不要考虑我原来的方案,早说过,时过境迁了。  详情 回复 发表于 2013-11-25 20:09
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 楼主| 发表于 2013-11-25 20:06:01 | 显示全部楼层

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回老爷子,单单用开关电源,估计难做到春哥定的输出纹波不大于50mV。这只是一般开关电源输出纹波的1/8。

故所以想在后级再加一级低压差模拟稳压稳流后再输出,这样,必须要用到两路DA,以控制电压电流的输出。

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没有必要考虑原来的方案和指标,蚂蚁最近推出的电源指标有小于5mV的,并非简单加线性电源取得。 指标方面,建议量力而行,再重申一遍,一切勿以过去的方案为标杆,当做能做之事。  详情 回复 发表于 2013-11-25 20:14
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发表于 2013-11-25 20:09:45 | 显示全部楼层

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不要考虑我原来的方案,早说过,时过境迁了。
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发表于 2013-11-25 20:14:29 | 显示全部楼层

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没有必要考虑原来的方案和指标,蚂蚁最近推出的电源指标有小于5mV的,并非简单加线性电源取得。
指标方面,建议量力而行,再重申一遍,一切勿以过去的方案为标杆,当做能做之事。

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大蚂蚁做的是商业化的~~~ 大蚂蚁是将做高挡高品质电源作为余生的奋斗目标~~~ 俺玩的只是业余DIY,开源的山寨级的数控电源,找一些想玩的网友,一起吹吹水,为论坛找点话题添点人气罢了~~~ 目标不同挡次不同  详情 回复 发表于 2013-11-25 20:26
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 楼主| 发表于 2013-11-25 20:15:50 | 显示全部楼层

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春哥正解~~~~

对初学者来说,组装一台开关电源,已经很难了~~~

更何况,大多数初学者可能手上连一台示波器都没有,碰到一点问题调不出,真是叫天天不应,叫地地不灵,一点办法都没有,网上发贴也未必能指点出问题原由,因为初学者会犯的错误,可能你根本想不到,比如,他某个元件焊错,你从网上遥控未必能查到。

因此,俺想将高低压部分分离,先将低压部分调好,以培养初学者兴趣,接下去再玩高压部分,这样容易成功~~~

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分离高低压的方案完全可行,甚至可以基于PC电源做二次数控开关电源,二手的PC电源二三十就可以买到,主回路的功率也有上百瓦,这也可以大幅降低系统造价和简化设计。  详情 回复 发表于 2013-11-25 20:37
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 楼主| 发表于 2013-11-25 20:20:55 | 显示全部楼层

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一步一个脚印,这样容易培养兴趣~~~

电源先玩一路,后玩两路。

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如果准备“一步一个脚印”,势必要考虑在先的器材(尤其是比较贵一些的)后面还可以利用。那就比较麻烦了。 尚需时间仔细考虑考虑。  详情 回复 发表于 2013-11-25 21:39
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 楼主| 发表于 2013-11-25 20:26:39 | 显示全部楼层

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大蚂蚁做的是商业化的~~~

大蚂蚁是将做高挡高品质电源作为余生的奋斗目标~~~

俺玩的只是业余DIY,开源的山寨级的数控电源,找一些想玩的网友,一起吹吹水,为论坛找点话题添点人气罢了~~~

目标不同挡次不同~~~

俺没玩过开关电源,小时候玩的模拟电源距今也有几十年了,你定的输出纹波不大于50mV。对俺已经是个挑战,能做好已经不容易了,还请春哥、老爷子多多指点。

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正是如此,建议不要在指标和结构上给自己找过大的麻烦,这是我反复声明不要“借鉴”以前方案的原因。  详情 回复 发表于 2013-11-25 20:32
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发表于 2013-11-25 20:32:15 | 显示全部楼层

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正是如此,建议不要在指标和结构上给自己找过大的麻烦,这是我反复声明不要“借鉴”以前方案的原因。
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发表于 2013-11-25 20:37:34 | 显示全部楼层

回复 15楼xuyiyi 的帖子

分离高低压的方案完全可行,甚至可以基于PC电源做二次数控开关电源,二手的PC电源二三十就可以买到,主回路的功率也有上百瓦,这也可以大幅降低系统造价和简化设计。

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这也是俺想做的~~~ 对一个穷学生来说,几十块钱就能做一个简单实用的数控电源。 当然,要求高一点,花个1-2百块钱,可以玩更好的。 这样,高中低层次的,都能玩,网上易聚人气。  详情 回复 发表于 2013-11-25 21:17
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 楼主| 发表于 2013-11-25 21:17:09 | 显示全部楼层

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这也是俺想做的~~~

对一个穷学生来说,几十块钱就能做一个简单实用的数控电源。

当然,要求高一点,花个1-2百块钱,可以玩更好的。

这样,高中低层次的,都能玩,网上易聚人气。
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