原创 我们DIY的数控充电电源

2014-6-30 01:09 2637 19 21 分类: 电源/新能源 文集: hardware

这是我们为了参加校级一个科技竞赛而做的小东西。

题目是给定要求的,题目要求如下:

设计一款数控充电电源。输入交流220V,50Hz。输出:当负载电压小于10V时为恒流充电状态,当负载电压为10V时为恒压充电状态。

(1)输出恒流时:电流100mA(慢充)和200mA(快充)可设置;改变负载电阻,要求输出电流变化的绝对值≤3mA纹波电流≤1mA
(2)输出恒压时,改变负载电阻,输出电压波动小于0.3V;输出纹波电压小于15mV

 

(3)具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。
其中粗体部分是重点要求达到的。
我们达标情况如下:
给电池充电的实物演示图如下:
200mA电流测试图:
整体框图:

本系统模拟部分可分为直流电源的变压、整流、稳压、滤波这个转换部分,目的是将220V交流电转换成系统需要的+18V,+12V,+3.3V等电压。模拟比较模块,即利用精密放大器比较设定电压与当前输入电压的差值,校正输出;电阻采样部模块,即利用低温漂的功率电阻采样当前输出电压;仪表放大模块,由于采样电阻阻值小,所以采样回来的电压必然不大,所以就经过仪表放大到合适的电压值以供A/D转换器采集。

数字部分可分为触摸按键输入模块,即用户输入当前输出的电充电压和电流,以及工作模式;TFT液晶显示模块,即显示当前所输出的实际工作电压和电流;恒压D/A模块,即控制恒定电压的输出;恒流D/A模块,即控制恒定电流的输出;测电压A/D模块,即用来测量当前输出的实际电压值,送回STM32显示;测电流A/D模块,即用来测量当前输出的实际电流值。

恒压恒流电路主要由高精度仪表放大器、低噪声运算放大器,MOSFET场效应管,采样电阻等组成。D/A转换器输出的控制电压加在运算放大器正输入端,控制负载中流过的电流。采样电阻选用温漂很小的水泥采样电阻,阻值为0.1欧姆,以减少因温度变化而引起的采样电阻阻值的变化。采样电阻将输出电流转换为电压信号,供A/D转换使用。

 恒压模式下要求可任意设定电压范围0.01~10V,电压误差≤±0.01V。由于采样电阻阻值较小,只有0.1欧姆,所以为了A/D转换器采集到合适的电压(过小则误差较大)。因此需要仪表运放的帮助,设定仪表运放对采样电压进行放大14倍。

运算放大器的输出控制着MOSFET的VGS,因此运算放大器输出的稳定性将直接决定系统输出电流的稳定性;同时,运算放大器还决定着系统输出电流的精度。为了满足系统的精度及纹波要求,选用精密运算放大器TL082。

好吧,不废话了。直接给大家上最重要的原理图吧,省去STM32和液晶的原理图,因为这些大家都懂。而程序也不难,无非就是两个AD和DA的控制而已。就不献丑了。关键看硬件。

120805.jpg
大家看看如何?欢迎批评指正。
如果有时间,其实还可以写个上位机来控制的,但是终究没时间而且觉得实用性不大,所以作罢,直接就拿过去答辩了。希望有个好结果。吼吼。
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文章评论2条评论)

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345002072_353389109 2013-12-17 11:25

0.5s 怎么了

caiziyingtianxia1985_564124490 2013-12-16 15:15

不知道你这DA其输出值是多长时间更新一次?
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