【原创 DIY】自制桌面可调电源

一直想做个可调电源,也一直没想好方案,也没有下定决心做。
经常在电脑边上调些小电路什么的,用大电源总觉得不爽。
一是,太占地方。二是,多数是有风扇的,好吵。
所以,决定做个小的可调电源来给自己用。有多小呢,0~15V ,0~300mA 可调,是不是小得好可怜?其实,这个参数是综合考虑外壳散热条件等因数才定下来的,调一般的小电路,基本够用了。
主要功能
1. 内置 18.5V 4Ah 锂电池组。(18650电芯,5串,2并)2. UCB_B 口(打印机口)输入充电,可由继电器断开。3.串联稳压输出,0~15V ,0~300mA 可调,可由继电器断开。4.电池组主动均衡,均衡电流暂定为约 200mA。5. 附带两个差分输入直流电压表。6. 其中一路电压表,可开启 100uA 恒流源,变成 100V 稳压管表。
原理图 & PCB 图
主功率部分,原理图:
MCU 控制部分,原理图:
PCB 正面:
PCB 背面:
检测 & 调试
又改进了一下,加入充电部分Boost 电路的过零检测,也就是常说的ZCD 检测。这样,就可以工作在临界模式。
还好再次检查了地线,发现地线成环了,改掉。
又改了改,换了小的继电器,继电器驱动的管子,也换成了 SOT-23。虽说不是做产品来卖,但也不能浪费成本啊。
BOM 和坐标文件都导好了,可以去打板了。打板数量,还要考虑一下。
真是太多小细节要处理了。考虑到没开机,但插入电源时,要有个充电指示。把指示的 LED 驱动部分,改了一下。
为了降点成本(不降性能),给显示面板换了个 MCU。
PCB 实物节后就收到了,一直没空弄,今天终于有空折腾一下。
和以前的面板对比:右边是新的,变化不大。
表面上主要变化:① 黄色按键左移了几 mm。
原因:按 黄色按键 时容易碰到右边旋钮。② 右边指示灯由3个减为2个。
原因:原来3个灯太近,容易窜光。
主控制板:
折腾了2天,差点要哭,终于能让它显示出一个比较正常的电压值。这是测自己的输入电压,差分就是好,想测哪,就测哪。
在调试电池相关的功能。
还没调好,不敢上真电池,所以搞了个假的骗骗电路:其实,就是用个直流电源,把中点电压分压出来,让 MCU 检测。
已经在调试 电池欠压,过压保护。欠压 MCU 把自己的供电关掉,插上充电器后重新工作,都可实现。程序终于有点眉目了,开心。
下一步是调充电部分的程序了。充电搞好后,接着是电池平衡。最后才调输出恒流恒压。
充电程序应该是弄好了,但还没敢上 MOS 管,也没敢上电池测试。后边再试,先上个空跑的波形:
临界模式 boost,但不是 PFC。
内置电池的东东,不能少了电量指示。
经在调试充电和平衡部分的 PWM。这是平衡最上一节电池的 PWM(没接 MOS 管),电池电压 18V。
终于有输出了。
调整电压环:最开始的参数,过冲超大;

之前因差分采样电路有点问题解决不了,一直放着没弄。现已在原板上做了点改动,采样免强能接受,继续调试。已经敢往上装真电池。
之前,一直是用直流电源模拟的一个假电池;
调试充电电路。先检查导通时间为 3.7us,板上 boost 电感为 22uH,经过验算,当输入电压为 12V 时,电感峰值电流约为 2A。感觉稍大。
调小些,最终定在约 3.2us。板上 boost 电感为 22uH,经过验算,当输入电压为 12V 时,电感峰值电流约为 1.75A。
因为设计为临界模式 boost,也就类似常见的带 ZCD 检测 的临界模式 PFC。检测 ZCD 检测是否正常。从波形上看,是在第二个波谷的谷底导通,还可以接受。

输出电压及显示:

昨晚充电时,发现电池电压已经达到设定值了,还没有停止充电。还好人守着,要不就……
估计,是软件地方改多了,有错,还要好好检查一下。为了安全起件,想想还是加上个硬件(MCU 内部)的过压限制好了,这样更放心。
这个是原来的充电的 PWM。
加上一个电压基准和一个 比较器,再用个 与门控制,这样就放心多了。
终于把电池固定到外壳上:

个头小,还是方便很多,较小地方也可以摆下。
又小改了一下,增加电源插头图标和充电图标。
再一点点改进吧。目前基本能用,还有点不太满意。
点击阅读原文 查看更多精彩
往期精彩回顾
48V 5KW 单相光伏并网逆变器的硬件设计
电源人生 ▏漫漫人生路,十年电源史
【原创】EMI 滤波器设计从入门到精通(三)【原创】EMI 滤波器设计从入门到精通(二)【原创】EMI 滤波器设计从入门到精通(一)那些“高精尖”电源类英文原版书籍汇总,免费下载一步一步学 PExprt 和 Simplorer 联合仿真【读书笔记】电路设计中的概率论
↓↓↓ 点击”阅读原文” 查看更多内容!

为您推荐

发表评论

邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注