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高性能可调电源(~£50)可选的数字控制

时间:2017-06-04 22:17来源:未知 作者:admin 点击:
首先,这是我的首次亮相,所以请别Instructables。 有许多,许多,许多可调电源在这里。 然而,他们中的大多数是由嘈杂的降压或升压转换器,以及噪音将找到自己的方式进入你的测量或放大器。 看看这示波器! 也有几个古怪的设计在这里与线性稳压器和巨大的散
高性能可调电源(~£50)可选的数字控制

首先,这是我的首次亮相,所以请别Instructables。

有许多,许多,许多可调电源在这里。然而,他们中的大多数是由嘈杂的降压或升压转换器,以及噪音将找到自己的方式进入你的测量或放大器。看看这示波器!

也有几个古怪的设计在这里与线性稳压器和巨大的散热片,这些都是很好的但噪声通常不能把很大的电流,而他们得到温暖。很温暖,导致输出电压或电流漂移。

对于大多数人来说,这些都很好,尤其是数字基于Arduino项目。但如果你需要做一些精密的模拟测量或想跟质量的音频,然后你需要一个优质的电源。

<strong>这是一个高性能的混合式电源</strong>,它具有<strong>低输出纹波</strong>,可用于<strong>高电流</strong>而不需要怪物散热器或任何球迷(所以它是<strong>无声的</strong>),它是<strong>非常稳定的</strong>,所以你的参数设置(电压源或电流源)不随时间变化不同的负载,温度或。此外,准确输出超低电压(0 V,这个设计非常有用的故障排除)。D<strong>数字控制</strong>可以添加。它可以准确<strong>显示</strong><strong>输出电压为+ / - 2 mV和电流+ / - 2毫安没有校准</strong>,具有小的输出电容(所以没有电流尖峰)。

基本上:这是一个非常甜美的工具,要花费大约半个大!

我的设计(15 V,3)可以在£50但可以扩大一点额外的。

步骤1:背景

高性能可调电源(~£50)可选的数字控制

那么这些规格可能吗?

首先你需要知道电源的不同类型的工作。

所有电源需要一个主电源(混乱。我知道)。这是一个简单的交流/直流转换器,输出一个固定电压,并能处理的电流量你想画(高功率)。

在小学,有几个不同的设计,可以获得可调输出电压/电流:

<strong>开关</strong>:这些使用Buck变换器的电压降低到设定的输出,或向右水平维持在一个恒定的输出电流。他们是有效的,意思是小功率消耗他们,但一些噪声耦合到输出,他们可能有一些讨厌的射频辐射,这意味着房间里的一切都会接一些噪音。

<strong>线性</strong>:这些使用线性稳压器的电压下降,基本没有输出纹波。然而,他们是非常低效的。所以在大电压降和高电流,他们会非常,非常热!这通常意味着在相同的板或在同一个盒子里也会变得很热,所有的控制电路,所以输出漂移。

<strong>混合模式</strong>:这些设计使用开关和线性稳压器。线性稳压器需要一个电压约2 V的正常工作,但更多的是一个简单的功率浪费。所以在混合模式提供了大部分的电压降低的高效开关电源,和其他低噪声线性稳压器。这是伟大的为输出是安静的,在线性稳压器的最小压降意味着它不热得像个水壶。然而在实践中,这意味着控制电压反馈网络是复杂的。

但是不用担心,这种设计有你覆盖。

步骤2:设计

高性能可调电源(~£50)可选的数字控制

本设计是基于线性技术Keith Szolusha的一篇文章。这似乎很复杂但和我在一起,它解释了在几个关键部分(开始一步一步的框图)。

在核心是崎岖的lt3081线性调节器可以并联输出电流为你想要的一样多。我不会为他们做的是营销但他们是非常棒的监管。

输出电压由电流调节器插入到每个组销。为了得到准确的结果,在这里,一个电流源和一个电位器(设置输出电压)的使用。的lt3081已经限制电流有一个功能,它只是由输出和Ilim引脚之间的电位。本设计包括几个电阻得到最出电位器的旋转范围。

开关稳压器的输出电压(LTCl624在这种情况下)是由一个奇特的反馈网络,使其1.7 V以上的整体输出。这是最小的电压降可能对线性稳压器,所以他们不热,多练习。

规格/我的设计:

从我的经验,大多数项目只需要15 V和3最大,所以这是本设计的基础。但是我想做一些这样的单位,如果需要,他们可以放在串联或并联来提高电压/电流要求。

最大输出电压的线性稳压器有限公司可为34 V,如果你想改变我的设计。

主电源:

最简单的解决方案是使用一个开关模块,它很便宜(£7)和抛出24 V / 9:

HTTP:/ / www.ebay网站/项目/交直流开关电源…

我发现这是非常安静的RF发射为好,但任何恒定电压源会做的只要有足够的功率,为您的应用程序足够高的电压。

<strong>图</strong>:附件是完整的示意图,该电源。我会解释每一个关键组成部分是什么,你需要寻找如果你想使用一个不同的芯片。

<strong>开关稳压器的</strong>输出电压:这是1.7伏的电压(或高于设定的电流限制)。在我的设计中我使用了LTCl624,可以找到相当便宜的阿里表达。但是你可以用另一个不改变反馈电路只要参考反馈电压约为1.2 V(图)。监管者必须能够处理相结合的电流输出的电源。

<strong>线性稳压器</strong>:这些都是核心的设计,可以发现£8一对:

http:/ / www.aliexpress。COM /项目/ 2pcs-lot-lt3081et7…

每个调节器可以轻松处理1.5个这样的许多平行的为你所需要的。通常你不能做这个监管机构但lt3081是非常可怕的,只要有至少10的输出电阻的每一个就好。我需要3个所以我把2个平行的。

<strong>电流源</strong>:这个输出恒定电流使输出电压通过电位器,在每1ma输出线性稳压器是必需的。任何温度稳定电流源将在这里做的,我用lt3092作为原创文章。这是很常见的,看看。

<strong>负电压源</strong>:为线性稳压器的正常工作,他们需要至少4马拉从它们的输出(每个)。这是一个问题,在非常低的电压,作为一个电阻不能使用。解决的办法是生成一个小的负电压(3.3 V)和限制电流流到使用晶体管。我的设计使用了一个反相电荷泵,ltc1983-3,只需要很少的外部限制的工作和一个NPN晶体管的电流限制在10毫安。这可以通过任何负电压源和电流设置电阻R12替代。

<strong>电压和电流测量</strong>:这是不是关键的操作电源,但节省你拔多计每次你想使用它。在我的设计,我想这是精确到以马(可以看到多少新事物画),稳定的温度和需要很少的校准/校验。完美的解决方案是由德克萨斯仪器芯片。的ina260具有内部电流分流器(2!!!!这是疯狂的)带有内置ADC的电流/电压测量,和内部校准是精确到+ / - 1.25 mA和MV。这是非常轻松的,完全与Arduino。然而,这只能从TI本身,所以它的成本约8,其中2£。

这可能是一个分流器和电流检测放大器取代,只是要小心不要把太多的伏在你的ADC。如果你决定这样做的话,你也会需要一些精确的电流/电压测量设备,并经过一个漫长的校准过程的一些统计(卡方拟合)。所以我想说的£8是值得的。

<strong>电压/电流限制控制</strong>:设定电压/电流限制是由一个可变电阻,最简单的办法就是使用一些质量,线绕10圈电位器:

HTTP:/ / www.ebay网站/项目/ 3590s-2-102l-1k-ohm-prec…

虽然,这些可以用数字控制数字电位器取代,在下一节中描述的。

<strong>单片机</strong>:这只是显示电流/电压。或是必要的如果你希望数字控制(下一节)。我用了一个Arduino Pro Mini克隆,它很小,做生意(可以说I2C)。如果你想要更多的一点力量去STM32 Nucleo板。

<strong>显示</strong>:显示电流/电压读数从ina260我用了一个廉价的16x2液晶显示器。使用这里的任何东西只要能用Arduino接口。

<strong>其他</strong>:其余的组件如电容、电阻、晶体管…你可以使用任何你想要的东西,只要能把伏特和安培。如果你想添加数字控制然后旋转编码器也会有所帮助。

<strong>比尔的材料</strong>:一个完整的列表,可以发现在我的简单的EDA工程:

http:/ / easyeda。COM /安德列。马金/ power_supply_for…

模拟

你可能已经注意到,这主要是建立了这部分,所以我创建了LT Spice模型(它是免费的!!!)

HTTP:/ / www.linear。COM /设计工具/软件/ # ltspic…

你可以用它来检查什么是电压和电流在电路的各个部分,看看你能交换一些组件。如果你真的想知道该电路工作然后玩这个模式是要走的路的细节。

如果你不知道如何使用它,afrotechmods做了一个简短的和有益的YouTube系列将显示你的基础:

底线:

这是一个很长的名单,但最后你会得到一个质量工具将持续,所以绝对值得!

 
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