【你问我答】紧急呼叫maychang，关于《全民DIY ACDC实验电源》

xuyiyi

【你问我答】紧急呼叫maychang，关于《全民DIY ACDC实验电源》 [复制链接]

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》
https://bbs.eeworld.com.cn/thread-419493-1-1.html

xuyiyi

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:

xuyiyi

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。

xuyiyi

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。

chunyang

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。

maychang

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。

maychang

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)。

chunyang

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。

maychang

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。

maychang

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。

xuyiyi

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。

xuyiyi

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。

chunyang

不要考虑我原来的方案，早说过，时过境迁了。

chunyang

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。

xuyiyi

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~~~

xuyiyi

一步一个脚印，这样容易培养兴趣~~~

电源先玩一路，后玩两路。

xuyiyi

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。

chunyang

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。

chunyang

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。

xuyiyi

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。