大功率數字電源-制作

ID:236867 · 發表于 2023-3-10 18:17

本帖最后由馬麗于 2023-3-10 19:21 編輯

適應機型0-9999V,0-9999A以內任何機型，量程用戶任意可改寫。本人利用國產低價位便宜芯片STC32G12K128，此款不是電源專用芯片，是一款普通控制芯片，在空閑時間，研究出來了這款大功率數字電源，最大電壓量程9999V,最大電流量程9999A,在這范圍內，量程任意修改，修改參數自動保存到芯片里面，輸出精度為穩定第四位數字。帶485通訊方便大家物聯網控制

大功率可調數字電源，先上圖，再講源

電路原理圖：

數字電源有多種定義：

定義一：通過數字接口控制的開關電源(它強調的是數字電源的“通信”功能)。

定義二：具有數字控制功能的開關電源(它強調的是數字電源的“數控”功能)。

定義三：具有數字監測功能的開關電源(它強調的是數字電源的“監測”功能)。上述三種定義的共同特點是“模擬開關電源的改造升級”，所強調的是“電源控制”，其控制對象主要是開關電源的外特性。

定義四：以數字信號處理器(DSP)或微控制器(MCU)為核心，將數字電源驅動器、PWM控制器等作為控制對象，能實現控制、管理和監測功能的電源產品。它是通過設定開關電源的內部參數來改變其外在特性，并在“電源控制”的基礎上增加了“電源管理”。所謂電源管理是指將電源有效地分配給系統的不同組件，最大限度地降低損耗。數字電源的管理(如電源排序)必須全部采用數字技術。與傳統的模擬電源相比，數字電源的主要區別是控制與通信部分。在簡單易用、參數變更要求不多的應用場合，模擬電源產品更具優勢，因為其應用的針對性可以通過硬件固化來實現，而在可控因素較多、實時反應速度更快、需要多個模擬系統電源管理的、復雜的高性能系統應用中，數字電源則具有優勢。此外，在復雜的多系統業務中，相對模擬電源，數字電源是通過軟件編程來實現多方面的應用，其具備的可擴展性與重復使用性使用戶可以方便更改工作參數，優化電源系統。通過實時過電流保護與管理，它還可以減少外圍器件的數量。數字電源有用DSP控制的，還有用MCU控制的。相對來講，DSP控制的電源采用數字濾波方式，較MCU控制的電源更能滿足復雜的電源需求，而且實時反應速度更快、電源穩壓性能更好。

本次我所做的就是第四類的產品，使用STC32G芯片，直接完成所有功能。

接線圖：

數字電源特點：

1.控制智能化它是以數字信號處理器或微控制器為核心，將數字電源驅動器及PWM控制器作為控制對象而構成的智能化開關電源系統。傳統的由微控制器控制的開關電源，一般只是控制電源的啟動和關斷，并非真正意義的數字電源。

2.數模組件組合優化采用“整合數字電源”技術，實現了開關電源中模擬組件與數字組件的優化組合。可以很方便地與數字電源控制器相連并實現各種保護及偏置電源管理。

3.集成度高實現了電源系統單片集成化，將大量的分立式元器件整合到一個芯片或一組芯片中。

4.控制精度高能充分發揮數字信號處理器及微控制器的優勢，使所設計的數字電源達到高技術指標。數字電源能實現多相位控制、非線性控制、負載均流以及故障預測等功能。

5.模塊化程度高數字電源模塊化程度高，各模塊之間可以方便地實現有機融合，便于構成分布式數字電源系統，提高電源系統的可靠性。

數字電源的關鍵是電源管理、控制信號的數字化處理，其基本要求是：在保障穩定性的前提下，具有快速性、平穩性和準確性。

本控制驅動板采用了雙系統，一是設置系統，二是工作系統

數字電源設置源程序.rar (3.84 KB, 下載次數: 125)

數字電源通訊協議.doc (49 KB, 下載次數: 77)

內容說明：

這是設置系統，因為電源型號種類很多很多，比如 5V1A, 5V2A, 5V40A, 12V30A, 24V60A, 60V60A, 60V500A, 60V1200A, 120V20A, 400V10A, 400V50A, 750V50A, 5500V5A, 8800V100A。。。。。等等太多太多型號了，數不勝數，本數字電源設計了一款通用型，對9999V和9999A以內的機型全部適應，設置簡單只設置最大電壓，最大電流，再就是設置顯示屏小數點位數，就大功告成，設置好的數據自動保存到芯片里面，超級簡單，電壓極限設置9999V, 電流極限設置9999A, 接下來就是工作系統。

數字電源工作源程序.rar (4.39 KB, 下載次數: 120)

以上界面用戶可以任意改變，彩色觸摸屏源程序免費開源，第一版調試一款0-400.0V, 0-9.999A出來，測試程序的可行性。

找來IGBT模塊，開始接線：

找個電焊機非晶磁環和散熱器：

開始繞變壓器初級20圈次級31圈，用導線繞制，本測試只為證實數字電源程序

找來木板固定

接下來做一個10A電流感應電路我把原理圖給大家，此圖任何電流的分流器都支持，CN1，CN2接分流器，輸出信號是0-5V輸出。

pcb在打樣中，先手工搭建一個臨時用

部分配件拍照給大家：

裝配完成了，開始設置通電試機了
先刷觸摸屏的設置程序，找來金璽4.3寸觸摸屏

安裝，組態軟件V3.1，AMZ、SUP和KNS系列的驅動程序，桌面出現如下圖標：KinSealStudio3.1
驅動軟件下載：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1cVTnxi1KyIxBAwQ3nnBc-Q?pwd=1234
提取碼：1234

點擊：數字電源設置文件打開

文件下載到觸摸屏里，點擊左邊參數設置

填入相應的參數，再點擊左邊的COM1

填入相應參數，再點擊上面工具---

下載完成

刷屏就完成了

接下來對數字電源控制驅動板機型設置，前面我說過了，我首先調試一款0-400.0V,0-9.999A的機型電源出來

首先數字電源控制驅動板需要設置一下，就是R47和R48交換，或者短路R48也行

按照此圖連接，接通電源，開始設置

標號1：V點，電壓小數點位數設定 0、1、2、3表示無小數、1位、2位、3位小數。

標號2：I點，電流小數點位數設定 0、1、2、3表示無小數、1位、2位、3位小數。

標號3：V大，電壓最大值設定。

標號4：I大，電流最大值設定。

標號5：通電狀態，0上電停止開機，1上電啟動開機

標號6：慢啟動，（0-30s）

標號7：站號，通訊地址選擇（1-32）

標號8：保護，IGBT模塊保護，0為禁止保護，1保護

標號9：死區時間，0為1us，1為2us，2為3us

標號10：載波頻率，0為10KHz，1為15KHz，2為20KHz

相信大家都能明白，有不明白的留言。

現在已經完成了數字電源機型設置，參數自動保存到了控制驅動板里面，接下來斷開電源，把R47和R48那里恢復原狀，控制驅動板接入線路中。觸摸屏我們開始刷工作程序，打開數字電源工作程序

輸出電壓：小數點1位

輸出電流：小數點3位

輸出功率：小數點無

溫度顯示：小數點2位

設定電壓：小數點1位

設定電流：小數點3位

過溫保護：小數點2位

風扇開：小數點2位

風扇關：小數點2位

下載程序即可。

取樣電壓反饋電阻的計算，計算公式：輸出電壓/0.49-5.1=400V/0.49-5.1=811K, 選用36K+36K+20K可調電阻，取樣電流康銅絲的計算，0.075V/9.999A=康銅絲電阻=0.0075Ω

下面可以通電測試了，為了安全起見，先使用一臺可調電源作為輸入電壓使用。

通電接起來首先設置輸出電壓，調節反抗電阻，使輸出電壓與顯示屏電壓相等，萬用表是實測輸出電壓

觸摸屏設置50V校準，能對應

200V也能對應

350V也差不多，可以仔細調節反饋電阻

400V滿量程也可以，電壓調節通過。接下來調節電流，帶燈泡調節，串聯萬用表電流校準

先調節左邊那個電位器，使觸摸屏在沒帶負載的情況下，電流顯示為0A,不要顯示正值或者負值，剛好為0

串入萬用表電流檔，輸出接2只燈泡帶載

50V電流調整，調節下面那個電位器萬用表與觸摸屏相等

分別測試100V200V220V,基本上相等，下面我們測試滿量程電壓，輸出燈泡串聯起來，可進行400V帶載

如圖接起來50V測試，數值對應

100V測試，數值對應

200V測試，數值也是對應的

再300V,350V,400V測試也是通過的，精度達到第四位數，下面測試恒流功能，現在負載工作電流為0.602A,我們把電流設置到0.5A,看看效果

已經恒流了,電壓設置400V,恒流電壓275.4V，恒流電流0.497A

再設置到0.3A電流，恒流電壓為99.7V, ,恒流電流0.297A，數字電源成功了！

很高興，很高興！數字電源達到我想要的效果，標號1：V點，電壓小數點位數設定 0、1、2、3表示無小數、1位、2位、3位小數。標號2：I點，電流小數點位數設定 0、1、2、3表示無小數、1位、2位、3位小數。標號3：V大，電壓最大值設定。標號4：I大，電流最大值設定。標號5：通電狀態，0上電停止開機，1上電啟動開機標號6：慢啟動，（0-30s）標號7：站號，通訊地址選擇（1-32）標號8：保護，IGBT模塊保護，0為禁止保護，1保護標號9：死區時間，0為1us，1為2us，2為3us標號10：載波頻率，0為10KHz，1為15KHz，2為20KHz

以上功能均可以實現，并且輸出恒壓又恒流，寬范圍任意調節，尤其是輸出精度滿意，電壓，電流量程隨意修改，同時輸出顯示屏數值自動對應。輸出范圍寬0-9999V,0-9999A,

歡迎大家一起探討數字電源，一起共同進步！謝謝大家！

ID:236867 · 發表于 2023-3-10 19:24

電流板回來了

ID:35873 · 發表于 2023-3-11 03:03

不錯 4個9的很厲害我只能看看支持一下

ID:56665 · 發表于 2023-3-11 09:52

看一下3000多W電源是怎樣的，控制部分可以先不看。

ID:430492 · 發表于 2023-3-11 10:39

樓主這設計了得呀，數字電源，這么簡捷精度還可以，厲害！！

ID:846237 · 發表于 2023-3-11 10:47

菜鳥圍觀大神大制作！強

ID:236867 · 發表于 2023-3-11 13:11

cooleaf 發表于 2023-3-11 10:39
樓主這設計了得呀，數字電源，這么簡捷精度還可以，厲害！！

關鍵在于國產普通單片機STC32G，能做出數字電源，還有就是9999V,9999A以內的所有電源型號，可以實現通用，目前我沒有見到有人做出樣品來

ID:236867 · 發表于 2023-3-11 19:10

m182892 發表于 2023-3-11 09:52
看一下3000多W電源是怎樣的，控制部分可以先不看。

需要知道你的輸出最大電壓，還有你的輸出最大電流，才能設計結果

ID:834124 · 發表于 2023-3-12 11:26

這是真的牛，4.3屏幕更是牛！

ID:961660 · 發表于 2023-3-16 13:52

大師金典

ID:91580 · 發表于 2023-3-17 15:13

大制作，高手！

ID:663162 · 發表于 2023-3-17 15:30

這個頂呱呱

ID:926923 · 發表于 2023-3-18 08:55

牛C......

ID:61876 · 發表于 2023-3-25 11:17

樓主太強大了！佩服！佩服！！佩服！！！

ID:1068340 · 發表于 2023-3-25 21:13

好資料，51黑有你更精彩!!!

ID:1068340 · 發表于 2023-3-25 21:13

樓主太強大了！佩服！佩服！！佩服！！！

ID:997854 · 發表于 2023-3-26 10:42

這不是一般的牛點贊

ID:1068158 · 發表于 2023-3-29 11:55

現在有很多通信電源，電流都很大的，能做個通用的電壓電流調節的就很好用了，

ID:103990 · 發表于 2023-3-30 14:37

樓主有套件提供嗎？

ID:236867 · 發表于 2023-4-2 14:03

本帖最后由馬麗于 2023-4-2 14:22 編輯

cjm7065 發表于 2023-3-30 14:37
樓主有套件提供嗎？

今天改了一款數控60.0V,500A數控可調電源，效果不錯

觸摸屏效果

ID:236867 · 發表于 2023-4-2 14:20

cjm7065 發表于 2023-3-30 14:37
樓主有套件提供嗎？

有的，莉德利科技

ID:236867 · 發表于 2023-4-2 15:23

有空板子，今天改制了一臺60V500A可調電源，工作正常

ID:1070358 · 發表于 2023-4-7 15:35

樓主太強大了！佩服，佩服，佩服！學習、學習

ID:166138 · 發表于 2023-4-14 14:50

這類似逆變電焊機，沒那動手能力，我只想要臺成品

ID:242559 · 發表于 2023-4-19 11:04

大神級別的杰作，我只有流口水的份。

ID:428076 · 發表于 2023-5-26 16:29

簡直瘋了我的150W都沒搞定，樓主厲害

ID:695989 · 發表于 2023-6-15 20:10

太復雜了呵呵

ID:882460 · 發表于 2023-6-16 15:27

大神級別的杰作，我只有流口水的份。

ID:95059 · 發表于 2023-7-13 15:16

馬麗發表于 2023-3-11 13:11
關鍵在于國產普通單片機STC32G，能做出數字電源，還有就是9999V,9999A以內的所有電源型號，可以實現通用 ...

線性效果怎么樣？有沒有做好測試？？

ID:138707 · 發表于 2023-7-23 15:05

大神級別的杰作，真佩服

ID:373976 · 發表于 2023-7-24 18:49

絕對是神級別的操作，誠心佩服，真想自己也能自己做一臺

ID:373976 · 發表于 2023-7-24 19:40

您好，您那個組態軟件V3.1分享已經過期，可以再分享一下嗎？

ID:227818 · 發表于 2023-7-25 13:47

您好，樓主有套件提供嗎，我在某一個寶和百度上都沒有搜到“莉德利科技”的信息。

ID:22788 · 發表于 2023-7-26 09:33

太好了，可以學習一下程控電源了

ID:397054 · 發表于 2023-7-29 16:34

【設定電流】是什么意思？如何實現？

ID:236867 · 發表于 2023-8-1 11:53

鵜鶘發表于 2023-7-29 16:34
【設定電流】是什么意思？如何實現？

就是你輸出需要恒流的電流值

ID:916499 · 發表于 2023-8-7 20:43

您這都開源出來，不怕有人仿造商用嗎？

ID:1092370 · 發表于 2023-8-31 17:09

厲害呀，第一次見用igbt的設計師好評，不知道哪里可以買到整套件，這設備可以用來維修新能源的DC-DC模塊。非常漂亮

ID:1086290 · 發表于 2023-9-2 15:53

太高大上了，平時用得著嗎？

ID:1083996 · 發表于 2023-9-7 15:01

現在一般用5位表頭的多一些吧；
0-5999.9V,0-5999.9A，這個范圍基本就差不多了；
能不能做個，漂移比較低一些的

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大功率數字電源-制作

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