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大功率数字电源-制作

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楼主
本帖最后由 马丽 于 2023-3-10 19:21 编辑

         适应机型0-9999V,0-9999A以内任何机型,量程用户任意可改写。本人利用国产低价位便宜芯片STC32G12K128,此款不是电源专用芯片,是一款普通控制芯片,在空闲时间,研究出来了这款大功率数字电源,最大电压量程9999V,最大电流量程9999A,在这范围内,量程任意修改,修改参数自动保存到芯片里面,输出精度为稳定第四位数字。带485通讯方便大家物联网控制

大功率可调数字电源,先上图,再讲源




电路原理图:



数字电源有多种定义:

定义一:通过数字接口控制的开关电源(它强调的是数字电源的“通信”功能)。

定义二:具有数字控制功能的开关电源(它强调的是数字电源的“数控”功能)。

定义三:具有数字监测功能的开关电源(它强调的是数字电源的“监测”功能)。上述三种定义的共同特点是“模拟开关电源的改造升级”,所强调的是“电源控制”,其控制对象主要是开关电源的外特性。

定义四:以数字信号处理器(DSP)或微控制器(MCU)为核心,将数字电源驱动器、PWM控制器等作为控制对象,能实现控制、管理和监测功能的电源产品。它是通过设定开关电源的内部参数来改变其外在特性,并在“电源控制”的基础上增加了“电源管理”。所谓电源管理是指将电源有效地分配给系统的不同组件,最大限度地降低损耗。数字电源的管理(如电源排序)必须全部采用数字技术。与传统的模拟电源相比,数字电源的主要区别是控制与通信部分。在简单易用、参数变更要求不多的应用场合,模拟电源产品更具优势,因为其应用的针对性可以通过硬件固化来实现,而在可控因素较多、实时反应速度更快、需要多个模拟系统电源管理的、复杂的高性能系统应用中,数字电源则具有优势。此外,在复杂的多系统业务中,相对模拟电源,数字电源是通过软件编程来实现多方面的应用,其具备的可扩展性与重复使用性使用户可以方便更改工作参数,优化电源系统。通过实时过电流保护与管理,它还可以减少外围器件的数量。数字电源有用DSP控制的,还有用MCU控制的。相对来讲,DSP控制的电源采用数字滤波方式,较MCU控制的电源更能满足复杂的电源需求,而且实时反应速度更快、电源稳压性能更好。


本次我所做的就是第四类的产品,使用STC32G芯片,直接完成所有功能。
接线图:


数字电源特点:

1.控制智能化它是以数字信号处理器或微控制器为核心,将数字电源驱动器及PWM控制器作为控制对象而构成的智能化开关电源系统。传统的由微控制器控制的开关电源,一般只是控制电源的启动和关断,并非真正意义的数字电源。

2.数模组件组合优化采用“整合数字电源”技术,实现了开关电源中模拟组件与数字组件的优化组合。可以很方便地与数字电源控制器相连并实现各种保护及偏置电源管理。

3.集成度高实现了电源系统单片集成化,将大量的分立式元器件整合到一个芯片或一组芯片中。

4.控制精度高能充分发挥数字信号处理器及微控制器的优势,使所设计的数字电源达到高技术指标。数字电源能实现多相位控制、非线性控制、负载均流以及故障预测等功能。

5.模块化程度高数字电源模块化程度高,各模块之间可以方便地实现有机融合,便于构成分布式数字电源系统,提高电源系统的可靠性。

数字电源的关键是电源管理、控制信号的数字化处理,其基本要求是:在保障稳定性的前提下,具有快速性、平稳性和准确性。

本控制驱动板采用了双系统,一是设置系统,二是工作系统


数字电源设置源程序.rar (3.84 KB, 下载次数: 96)



数字电源通讯协议.doc (49 KB, 下载次数: 60)

内容说明:


这是设置系统,因为电源型号种类很多很多,比如 5V1A, 5V2A, 5V40A, 12V30A, 24V60A, 60V60A, 60V500A, 60V1200A, 120V20A, 400V10A, 400V50A, 750V50A, 5500V5A, 8800V100A。。。。。等等太多太多型号了,数不胜数,本数字电源设计了一款通用型,对9999V和9999A以内的机型全部适应,设置简单只设置最大电压,最大电流,再就是设置显示屏小数点位数,就大功告成,设置好的数据自动保存到芯片里面,超级简单,电压极限设置9999V, 电流极限设置9999A, 接下来就是工作系统。
数字电源工作源程序.rar (4.39 KB, 下载次数: 93)



以上界面用户可以任意改变,彩色触摸屏源程序免费开源,第一版调试一款0-400.0V, 0-9.999A出来,测试程序的可行性。

找来IGBT模块,开始接线:



找个电焊机非晶磁环和散热器:
开始绕变压器初级20圈次级31圈,用导线绕制,本测试只为证实数字电源程序

找来木板固定


接下来做一个10A电流感应电路我把原理图给大家,此图任何电流的分流器都支持,CN1,CN2接分流器,输出信号是0-5V输出。


pcb在打样中,先手工搭建一个临时用


部分配件拍照给大家:


装配完成了,开始设置通电试机了
先刷触摸屏的设置程序,找来金玺4.3寸触摸屏


安装,组态软件V3.1,AMZ、SUP和KNS系列的驱动程序,桌面出现如下图标:KinSealStudio3.1
驱动软件下载:
链接:https://pan.baidu.com/s/1cVTnxi1KyIxBAwQ3nnBc-Q?pwd=1234
提取码:1234



点击:数字电源设置文件打开

文件下载到触摸屏里,点击左边参数设置

填入相应的参数,再点击左边的COM1


填入相应参数,再点击上面工具---


下载完成


刷屏就完成了

接下来对数字电源控制驱动板机型设置,前面我说过了,我首先调试一款0-400.0V,0-9.999A的机型电源出来

首先数字电源控制驱动板需要设置一下,就是R47和R48交换,或者短路R48也行


按照此图连接,接通电源,开始设置


标号1:V点,电压小数点位数设定 0、1、2、3表示无小数、1位、2位、3位小数。

标号2:I点,电流小数点位数设定 0、1、2、3表示无小数、1位、2位、3位小数。

标号3:V大,电压最大值设定。

标号4:I大,电流最大值设定。

标号5:通电状态,0上电停止开机,1上电启动开机

标号6:慢启动,(0-30s)

标号7:站号,通讯地址选择(1-32)

标号8:保护,IGBT模块保护,0为禁止保护,1保护

标号9:死区时间,0为1us,1为2us,2为3us

标号10:载波频率,0为10KHz,1为15KHz,2为20KHz

相信大家都能明白,有不明白的留言。




现在已经完成了数字电源机型设置,参数自动保存到了控制驱动板里面,接下来断开电源,把R47和R48那里恢复原状,控制驱动板接入线路中。触摸屏我们开始刷工作程序,打开数字电源工作程序


输出电压:小数点1位

输出电流:小数点3位

输出功率:小数点无

温度显示:小数点2位

设定电压:小数点1位

设定电流:小数点3位

过温保护:小数点2位

风扇开:小数点2位

风扇关:小数点2位

下载程序即可。


取样电压反馈电阻的计算,计算公式:输出电压/0.49-5.1=400V/0.49-5.1=811K, 选用36K+36K+20K可调电阻,取样电流康铜丝的计算,0.075V/9.999A=康铜丝电阻=0.0075Ω

下面可以通电测试了,为了安全起见,先使用一台可调电源作为输入电压使用。




通电接起来首先设置输出电压,调节反抗电阻,使输出电压与显示屏电压相等,万用表是实测输出电压


触摸屏设置50V校准,能对应


200V也能对应


350V也差不多,可以仔细调节反馈电阻


400V满量程也可以,电压调节通过。接下来调节电流,带灯泡调节,串联万用表电流校准


先调节左边那个电位器,使触摸屏在没带负载的情况下,电流显示为0A,不要显示正值或者负值,刚好为0


串入万用表电流档,输出接2只灯泡带载


50V电流调整,调节下面那个电位器万用表与触摸屏相等
分别测试100V200V220V,基本上相等,下面我们测试满量程电压,输出灯泡串联起来,可进行400V带载


如图接起来50V测试,数值对应


100V测试,数值对应

200V测试,数值也是对应的





再300V,350V,400V测试也是通过的,精度达到第四位数,下面测试恒流功能,现在负载工作电流为0.602A,我们把电流设置到0.5A,看看效果


已经恒流了,电压设置400V,恒流电压275.4V,恒流电流0.497A


再设置到0.3A电流,恒流电压为99.7V, ,恒流电流0.297A,数字电源成功了!

很高兴,很高兴!数字电源达到我想要的效果,标号1:V点,电压小数点位数设定 0、1、2、3表示无小数、1位、2位、3位小数。标号2:I点,电流小数点位数设定 0、1、2、3表示无小数、1位、2位、3位小数。标号3:V大,电压最大值设定。标号4:I大,电流最大值设定。标号5:通电状态,0上电停止开机,1上电启动开机标号6:慢启动,(0-30s)标号7:站号,通讯地址选择(1-32)标号8:保护,IGBT模块保护,0为禁止保护,1保护标号9:死区时间,0为1us,1为2us,2为3us标号10:载波频率,0为10KHz,1为15KHz,2为20KHz

以上功能均可以实现,并且输出恒压又恒流,宽范围任意调节,尤其是输出精度满意,电压,电流量程随意修改,同时输出显示屏数值自动对应。输出范围宽0-9999V,0-9999A,

欢迎大家一起探讨数字电源,一起共同进步!谢谢大家!









数字电源原理图.pdf

78.63 KB, 下载次数: 111, 下载积分: 黑币 -5

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taylor521 + 10 很给力!

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沙发
ID:236867 发表于 2023-3-10 19:24 | 只看该作者
电流板回来了

51hei图片_20230310192336.jpg (1.17 MB, 下载次数: 120)

51hei图片_20230310192336.jpg

51hei图片_20230310192343.jpg (1.22 MB, 下载次数: 119)

51hei图片_20230310192343.jpg
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板凳
ID:35873 发表于 2023-3-11 03:03 | 只看该作者
不错  4个9的很厉害   我只能看看  支持一下
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地板
ID:56665 发表于 2023-3-11 09:52 | 只看该作者
看一下3000多W电源是怎样的,控制部分可以先不看。
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5#
ID:430492 发表于 2023-3-11 10:39 | 只看该作者
楼主这设计了得呀,数字电源,这么简捷精度还可以,厉害!!
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6#
ID:846237 发表于 2023-3-11 10:47 | 只看该作者
菜鸟围观大神大制作!强
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7#
ID:236867 发表于 2023-3-11 13:11 | 只看该作者
cooleaf 发表于 2023-3-11 10:39
楼主这设计了得呀,数字电源,这么简捷精度还可以,厉害!!

关键在于国产普通单片机STC32G,能做出数字电源,还有就是9999V,9999A以内的所有电源型号,可以实现通用,目前我没有见到有人做出样品来
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8#
ID:236867 发表于 2023-3-11 19:10 来自手机 | 只看该作者
m182892 发表于 2023-3-11 09:52
看一下3000多W电源是怎样的,控制部分可以先不看。

需要知道你的输出最大电压,还有你的输出最大电流,才能设计结果
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9#
ID:834124 发表于 2023-3-12 11:26 | 只看该作者
这是真的牛,4.3屏幕更是牛!
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10#
ID:961660 发表于 2023-3-16 13:52 | 只看该作者
大师金典
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11#
ID:91580 发表于 2023-3-17 15:13 | 只看该作者
大制作,高手!
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12#
ID:663162 发表于 2023-3-17 15:30 | 只看该作者
这个顶呱呱
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13#
ID:926923 发表于 2023-3-18 08:55 | 只看该作者
牛C......
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14#
ID:61876 发表于 2023-3-25 11:17 | 只看该作者
楼主太强大了!佩服!佩服!!佩服!!!
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15#
ID:1068340 发表于 2023-3-25 21:13 | 只看该作者
好资料,51黑有你更精彩!!!
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16#
ID:1068340 发表于 2023-3-25 21:13 | 只看该作者
楼主太强大了!佩服!佩服!!佩服!!!
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17#
ID:997854 发表于 2023-3-26 10:42 | 只看该作者
这不是一般的牛 点赞
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18#
ID:1068158 发表于 2023-3-29 11:55 | 只看该作者
现在有很多通信电源,电流都很大的,能做个通用的电压电流调节的就很好用了,
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19#
ID:103990 发表于 2023-3-30 14:37 | 只看该作者
楼主有套件提供吗?
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20#
ID:236867 发表于 2023-4-2 14:03 | 只看该作者
本帖最后由 马丽 于 2023-4-2 14:22 编辑
cjm7065 发表于 2023-3-30 14:37
楼主有套件提供吗?

今天改了一款数控60.0V,500A数控可调电源,效果不错 触摸屏效果

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21#
ID:236867 发表于 2023-4-2 14:20 | 只看该作者
cjm7065 发表于 2023-3-30 14:37
楼主有套件提供吗?

有的,莉德利科技
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22#
ID:236867 发表于 2023-4-2 15:23 | 只看该作者
有空板子,今天改制了一台60V500A可调电源,工作正常
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23#
ID:1070358 发表于 2023-4-7 15:35 | 只看该作者
楼主太强大了!佩服,佩服,佩服!学习、学习
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24#
ID:166138 发表于 2023-4-14 14:50 | 只看该作者
这类似逆变电焊机,没那动手能力,我只想要台成品
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25#
ID:242559 发表于 2023-4-19 11:04 | 只看该作者
大神级别的杰作,我只有流口水的份。
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26#
ID:428076 发表于 2023-5-26 16:29 | 只看该作者
简直疯了   我的150W都没搞定,楼主厉害
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27#
ID:695989 发表于 2023-6-15 20:10 | 只看该作者
太复杂了呵呵
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28#
ID:882460 发表于 2023-6-16 15:27 | 只看该作者

大神级别的杰作,我只有流口水的份。
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29#
ID:95059 发表于 2023-7-13 15:16 | 只看该作者
马丽 发表于 2023-3-11 13:11
关键在于国产普通单片机STC32G,能做出数字电源,还有就是9999V,9999A以内的所有电源型号,可以实现通用 ...

线性效果怎么样? 有没有做好测试??
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30#
ID:138707 发表于 2023-7-23 15:05 | 只看该作者
大神级别的杰作,真佩服
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31#
ID:373976 发表于 2023-7-24 18:49 | 只看该作者
绝对是神级别的操作,诚心佩服,真想自己也能自己做一台
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32#
ID:373976 发表于 2023-7-24 19:40 | 只看该作者
您好,您那个组态软件V3.1分享已经过期,可以再分享一下吗?
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33#
ID:227818 发表于 2023-7-25 13:47 | 只看该作者
您好,楼主有套件提供吗,我在某一个宝和百度上都没有搜到“莉德利科技”的信息。
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34#
ID:22788 发表于 2023-7-26 09:33 | 只看该作者
太好了,可以学习一下程控电源了
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35#
ID:397054 发表于 2023-7-29 16:34 | 只看该作者
【设定电流】是什么意思?如何实现?
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36#
ID:236867 发表于 2023-8-1 11:53 | 只看该作者
鹈鹕 发表于 2023-7-29 16:34
【设定电流】是什么意思?如何实现?

就是你输出需要恒流的电流值
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37#
ID:916499 发表于 2023-8-7 20:43 来自手机 | 只看该作者
您这都开源出来,不怕有人仿造商用吗?
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38#
ID:1092370 发表于 2023-8-31 17:09 | 只看该作者
厉害呀,第一次见用igbt的设计师好评,不知道哪里可以买到整套件,这设备可以用来维修新能源的DC-DC模块。非常漂亮
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39#
ID:1086290 发表于 2023-9-2 15:53 | 只看该作者
太高大上了,平时用得着吗?
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40#
ID:1083996 发表于 2023-9-7 15:01 | 只看该作者
现在一般用5位表头的多一些吧;
0-5999.9V,0-5999.9A,这个范围基本就差不多了;
能不能做个,漂移比较低一些的
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