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原创 【你还不知道吗】第九期·技术经验分享原创大赛开始啦!

【9th原创赛】数字电源制作

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飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-6-1 17:20:56
第八期参加活动,做了一个BUCK电源,用的是51单片机,很多网友觉得51单片机做出来的电源感觉比较LOW。这次准备用dsPIC芯片做一款反激电源,希望大家多多捧场。
抽时间每天做一点,争取在9th活动结束前完成。
世纪电源网-九天
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超级版主
  • 2018-6-1 17:35:22
 
前排资辞~~
舒行科
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副总工程师
  • 2018-8-3 08:31:56
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九天妹妹,过来支持你的活动啦,大家热情很高哦。不少好东西呢。
舒行科
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LV8
副总工程师
  • 2018-8-3 08:32:25
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过来支持你的活动啦,大家热情很高哦。
Coming.Lu
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版主
  • 2018-6-1 17:41:34
 
IC LOW,做出来的电源不一定LOW。
hunter4051
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高级工程师
  • 2018-6-1 19:35:13
 
数字电源是以后的趋势。。。。赞一个
何仙公
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版主
  • 2018-6-1 22:36:44
 
准备做多少W ?
抖频  变频不??
westbrook
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副总工程师
  • 2018-6-1 22:56:44
 
是准备用microchip的dsPIC33EPxxGSxxx系列么?
飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-6-4 14:49:34
 
准备用dsPIC的芯片去做,前期先做一款反激电源吧,纯粹是为了验证自己的设计原理。
模拟芯片制作的电源质量很好,但是调试的时候确实比较繁琐。
clover333
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助理工程师
  • 2018-6-7 22:16:48
 
数字电源控制方便,方便实用,效率如果提高那就厉害了!
jingjingge
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副总工程师
  • 2018-7-3 11:27:49
 
催更催更!
飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-7-3 12:44:48
 
这几天抽时间更新。谢谢。
最近一直在外出差调试机器,几乎没有多少时间,望见谅
jingjingge
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副总工程师
  • 2018-7-4 11:33:15
 
期待 坐等
liguanghui2588
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LV7
实习版主
  • 2018-7-4 12:39:45
 
用TI的DSP做吗
飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-7-13 13:35:28
 
    这段时间一直处于出差中,今天好不容易可以静下来发点帖子。该项目的文件资料以及电源板实物是我之前参加世纪电源网的线下活动认识的一位电子工程师送给我的。他主打模拟电源,对于数字电源有兴趣,但是对于编程感觉有难度,所以一直没有真正的上手实验。正好他要跳槽去另一个城市,鉴于我自己一直比较喜欢数字电源,于是他便把这套电源板送给了我。    实话实说,这款电源在我手上也呆了差不多半年左右,一直没有真正去上手测一测。该工程师告诉我该款电源存在很多值得改进的地方,借助世纪电源网这个平台,我准备上手实际测试看看。后期如果有时间准备动手改一改。    目前该电源采用的控制芯片为dsPIC16GS504,拓扑结构为反激拓扑,功率MOS的驱动采用的是变压器隔离驱动。    今天准备先将电源电路贴出来。


飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-7-13 13:38:03
 
主功率电路为反激拓扑,电路如下所示:

主功率电路

主功率电路
飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-7-13 13:38:47
 
功率MOS驱动电路:

功率MOS驱动电路

功率MOS驱动电路
飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-7-13 13:39:13
 
前级辅助电源电路:
前级辅助电源.jpg
飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-7-13 13:39:58
 
电流采样电路,同时兼具限流功能:

电流采样电路

电流采样电路
飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-7-13 13:40:25
 
电压采样电路:

电压采样电路

电压采样电路
飞鸿踏雪泥
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  • 2018-7-13 13:40:59
 
电压调整输出电路:

基准电压

基准电压
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  • 2018-7-13 13:41:28
 
单片机控制单元:

dsPIC电路

dsPIC电路
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高级工程师
  • 2018-7-13 13:50:09
 
该电源的设计特性:a,输入的电压范围:24V-70V;
b,输出电压可调,0-12V;
c,输出功率暂定为20W,实测最大为15W;
d,环路控制采用双闭环控制,即电压外环,电流内环;
e,工作频率实测为100k;

飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-7-13 13:51:05
 
    根据上述特性,结合电路图逐一分析讲解,首先是输入电源范围,这款电源根据实物,实测发现其核心是DCDC,输入电压范围为24V-70V。常规的电源上电瞬间需要先给电源芯片一启动电压。该电源方案直接采用两级buck降压方案及LDO方案,将输入端的DC电压经buck拓扑先降压转换为15V,再经过一级BUCK拓扑转化为5V,再经过LDO转化为3.3V用于单片机供电。其中5V电压还用于给诸多外围芯片提供电压。

辅助电源

辅助电源
飞鸿踏雪泥
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  • 2018-7-13 15:45:28
 
    考虑到输入的直流电压的正负极方向问题,该电源在输入端接入了整流桥,解决了输入端正负极反接的问题,但是却是以牺牲部分的效率为代价的,如果是大功率直流电源,一般不这么玩。
    另外前级的输入电压经第一级buck降压为15V,该15V电压主要用于给驱动电路供电,为驱动电路提供足够的电压,确保功率MOS有足够的开启电压。其实个人觉得15V的驱动电压有点高,一般12V的驱动电压足够了。

驱动电路

驱动电路
飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-7-13 16:14:04
 
    该电源前段时间实测其输出电压可调范围为0-12V,输出电流最大为1.5A。主要存在的问题是当负载输出功率加大后,功率变压器会出现啸叫的现象,说明变压器的设计还存在一点问题,当时准备自己再计算一遍,根据计算数值手动绕制几个变压器测一测,不过由于事情较多,这一计划便搁置了。主功率电路的设计方案和常规的反激电源的设计思路一样,在功率MOS的源极也增加了限流电阻,同时通过在输出端串接采样电阻用于实现输出端限电流功能。

主功率电路

主功率电路
飞鸿踏雪泥
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  • 2018-7-13 16:17:31
 
常规的电源分为电流型控制和电压型控制,通常电流型控制采用双闭环控制思路,即电流内环和电压外环。该电源也采用了这一思想。

电流采样电路

电流采样电路

电压采样电路

电压采样电路
飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-7-13 16:19:45
 
另外由于该电源其输出端电压可调,所以其采用了可调电位器实现基准可调操作。单片机的IO口实时ADC采样基准电压,通过电位器调节基准电压,实现输出端电压可调操作。

基准电压

基准电压
飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-7-13 16:24:06
 
考虑到开关电源的反馈速度,采样精度,PWM控制模块等功能,该电源采用的控制芯片为微芯公司的dsPIC控制芯片。
微芯公司推出的dsPIC系列芯片主要用于电力电子控制领域,特别适用于电机控制和电源控制这一块。说实话这款芯片的技术手册很厚,内部集成的功能模块非常多,我也只是匆匆浏览了一遍。其自带DSP控制模块,在浮点运算及数值计算这一块能力非常强,有时间静下心,我觉得我需要花时间好好学习学习。

dsPIC

dsPIC
飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-7-13 16:25:35
 
  这周末争取将软件程序以及测试实物及波形贴出来,希望大家多多指导,该电源就我目前的测试感觉,存在很多值得优化的地方,等手头上闲下来准备动手好好改进改进。
飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-7-15 17:51:41
 
将电路板从0V-12V的输出都实际测试了一遍,首先是0V输出:


0V实物电路

0V实物电路

0V驱动

0V驱动
飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-7-15 17:54:08
 
1V实测相关图片:

1V实物测试

1V实物测试

1V空载电子负载

1V空载电子负载

1V MOS驱动

1V MOS驱动

1V满载电子负载

1V满载电子负载

1V满载 MOS驱动

1V满载 MOS驱动
飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-7-15 17:56:00
 
3.3V空载及满载测试参数:

3.3V空载电子负载测试

3.3V空载电子负载测试

3.3V空载驱动MOS

3.3V空载驱动MOS

3.3V满载电子负载测试

3.3V满载电子负载测试
飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-7-15 17:57:40
 
5V输出的相关测试图片:

5V空载负载测试

5V空载负载测试

5V空载实物

5V空载实物

5V满载负载测试

5V满载负载测试

5V满载栅极驱动

5V满载栅极驱动
飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-7-15 17:59:40
 
12V测试相关参数:

12V空载电子负载测试

12V空载电子负载测试

12V空载栅极驱动

12V空载栅极驱动

12V空载实物

12V空载实物

12V满载电子负载测试状态

12V满载电子负载测试状态

12V满载栅极驱动

12V满载栅极驱动
飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-7-15 18:02:42
 
    目前该电源测试发现,当输出电流加大后,变压器出现啸叫问题,同时功率MOS的发热比较大,当12V满载输出时,电压1有0.4V的跌落.这些问题暴露出该电源设计方案还需要改进.个人觉得变压器的性能参数还有待提高,另外  电路的布局以及元器件的选型也有待改进.
tommycheng
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LV6
高级工程师
  • 2018-7-18 16:18:53
  • 倒数9
 
不错了~
舒行科
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副总工程师
  • 2018-8-3 08:30:26
  • 倒数5
 
楼主每期一个作品,支持。
liguanghui2588
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LV7
实习版主
  • 2018-7-16 17:14:11
 
你用的是单片机,也可以
飞鸿踏雪泥
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LV6
高级工程师
  • 2018-7-17 12:47:35
  • 倒数10
 
    抽时间把软件代码贴出来。这段时间正在忙于整理。
飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-7-25 12:43:59
  • 倒数8
 
今天把软件部分的代码贴出来,有时间再进一步深入的讲解吧。

flyback_control.zip

170.76 KB, 下载次数: 29, 下载积分: 财富 -2

flyback程序

飞鸿踏雪泥
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高级工程师
  • 2018-7-25 12:44:59
  • 倒数7
 
软件整体的设计思路大致上为各模块初始化,PWM模块的配置,PID控制算法,基本上就这些常规的思想方法。
son2011
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高级工程师
  • 2018-8-1 16:02:17
  • 倒数6
 
好贴,楼主方便把原理图发上来学习下吗
jingjingge
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副总工程师
  • 2018-10-12 11:59:27
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资辞!!
fshre
  • fshre
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最新回复
  • 2018-11-10 14:04:04
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这个不错啊
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