目录
一、硬件分析
1、辅助电源(+10V、+5V、+3.3V)
2、主体通路
(1)、Boost
(2)、BUCK
3、反馈回路
(1)、BOOST反馈
(2)、BUCK反馈
4、其他电路
(1)、输入防反接与保险丝
(2)、输入电压检测
(3)、Boost使能开关
(4)、输出电压、电流、电压设定、电流设定检测
(5)、MCU电路
(6)、校准 断电保存
项目来源:RT300-MKV 250W 数控升降压桌面可调电源 - 立创开源硬件平台
一、硬件分析
1、辅助电源(+10V、+5V、+3.3V)
实现系统所需的+10V和+5V供电。给Boost、Buck的部分控制电路、模拟反馈电路、DAC_PWM供电等。+3.3V则给单片机、EEPROM、ADC供电。
一方面5V供给的大多为运放、DAC等,功耗不高;另一方面考虑到降低元器件数,所以,作者将5V和3.3V都通过线性稳压电源进行实现。
2、主体通路
BOOST+BUCK。
(1)、Boost
外置的双FET,非同步整流双肖特基,Boost。
(2)、BUCK
外置双FET,同步整流,BUCK。
3、反馈回路
(1)、BOOST反馈
第一级设定为BOOST,因此反馈为电阻进行取样+STM32的DAC输出。
其中反馈输出通过SL27517实现了高速、低侧栅极驱动器。
其中PWM_H接入到STM32_PWM的通道上,通过阻容滤波实现简陋的DAC输出。最终VBUS_FB进行反馈设定。
(2)、BUCK反馈
可以看到,LM5116的FB接GND,此时将内部的ERROR AMP电路废掉,使用外置的比较电路。
CSN、CSP为LM5116通过外置电阻进行取样实现内部的限流控制。
VFB为输出的电压取样,VSET为单片机控制DAC输出。IFB为输出的电流取样,ISET为单片机控制DAC输出。
最终如果VSET>VFB,运放输出高电平,二极管不导通,COMP一直被上拉到VCC,则输出电压越来越高。VSET<VFB,运放输出低电平,二极管导通,COMP被钳位0.7V,输出电压越来越低实现整体的控制。
如下电流反馈两端的电压差经过放大器,实现输出。
4、其他电路
(1)、输入防反接与保险丝
其中保险丝没什么好介绍的。看两个MOS管,当正常输入电源时,VIN-R14-稳压二极管,使得MOS管栅极>漏极,从而使得源级和漏极导通,实现GND连接。如反接,则不导通无效果。
(2)、输入电压检测
VINFB=VIN*2/(20+2),其中VINFB可以接入到STM32的ADC,实现输入电压检测,但是VIN太大则会导致VINFB超过3.3烧毁ADC。
(3)、Boost使能开关
通过单片机IO,输出高电平则驱动三极管导通,使得DIS被拉到GND,实现关闭;输出低电平,三极管不导通,DSI被上拉到5V为使能。
(4)、输出电压、电流、电压设定、电流设定检测
通过ADC实现。
(5)、MCU电路
没什么好说的,就是最小系统和外围的连接。
(6)、校准 断电保存
诚然,通过计算可以大概计算出一套单片机输出PWM、DAC控制最终的电压和电流,但是难免用于不同仪器测试时还是略有不同。
一般而言可以外置EEPROM等存储校准、上次断电前的设定值等。