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本帖最后由 siasevan 于 2021-11-22 09:16 编辑
电子负载仪非常适合测试电源、电池、太阳能电池、燃料电池或功率放大器的指标性能测试,电子负载仪器在线性模式下使用大功率MOS管作为功率耗散器件。负载可以在硬件中在恒流或恒压模式之间切换。通过软件控制回路保持恒定功率和恒定电阻,通过由单片机控制的 ADI 16位高性能DAC AD5693 进行恒流控制。电流和电压使用TI的16位ADC ADS1115 进行测量,负载可以在硬件中在恒流或恒压模式之间切换。此外,可以通过软件控制回路保持恒定功率和恒定电阻。
XYYX电子负载仪介绍:
1、电压表输入阻抗1MΩ,高输入阻抗尽量减少电压测量误差。
2、快速自动量程电压表 5V/30V,标定后精度±0.5%以内。B站电压测量视频
3、快速自动量程电流表 1A/10A,精度±0.5%,电流表量程可以修改电流采样电阻,目前使用10mR电流采样电阻,最大电流量程9.5A左右,目前使用高精度6位半电流表标定3A以量程,3-10A使用普通0.5%精度的万用表标定。测试视频使用的是线性电源,在大电流恒流放电和大功率放电时电源功率不够电压不稳产生波动,导致大电流测量可能存在误差大,使用电池或者功率大的开关电源电流测量准确。B站电流测量视频
4、大于70瓦的持续耗散功率,目前使用20多的1150平台CPU散热器,便宜实惠,短期过载高达 150W(温度超过最高允许温度会保护),目前温度传感器直接焊接到TO247封装MOS管中间引脚,温度反应更灵敏,更贴近MOS管温度,实际测量温度130℃时MOS管稳定运行。B站恒流测量视频
5、测量电压和电流的精密TI 16位ADC ADS1115 和 ADI 的16位DAC AD5693(这货目前现货140RMB了,太坑,早知道用TI的了,目前无法做太多的产品主要受制于此芯片,我这存货也只有10多片了,可能没法满足所有坛友的需要了,看哪位坛友有货源最好不过了)。
6、内阻不大于60mR(MOS内阻)。
7、2线或4线测量 其中4线测量可以抵消电缆电阻,提高测量准确度,特别是大电流放电时,目前2线10A测量线缆压降200mV左右够用了,4线测量可以排除线缆压降。
8、MOS管过温保护,散热器带散热风扇(CPU 1150平台散热器,便宜实惠,比65RMB的纯铜散热器效果好)。
9、目前支持恒流,恒压,恒功率,最大功率跟踪、斜率控制、定时控制、保护功能,支持不同模式组合测试。详细操作见上位机软件(软件打开时打了个小广告)。
10、USB TYPE C供电以及转串口,通过升压、降压芯片为不同电源模块供电。
11、PCB尺寸 10cmX10cm,4层板。
上位机软介绍:
1)支持恒流、恒压、恒功率、MPPT(最大功率跟踪)。
2)支持电压、电流、功率、电阻曲线显示。
3)支持日志记录。
4)支持可编程不同模式进行混合组合放电。
5)支持可编程停止条件。
6)支持2Wire和4Wire测量切换。
7)支持电量统计,电量库仑计。
8)电流表功能。
1) 主界面
2)曲线显示
3)串联电阻扩展最大放电功率
4)电量统计
5) 数据记录
6)设置选项
原理图介绍:
1、电源及USB转串口方案:
1)供电采用USB TYPEC供电,既可以通讯又可以供电,这样在笔记本使用也比较方便,无需额外12V供电了,一路通过升压模块转成14V,然后使用LDO降压至12V给MOS运放供电,降低电源纹波。一路升压到14V给12V散热风扇供电,如果使用5V风扇,直接将此路中升压芯片去掉,其它用0R电阻短接即可,另一路升压后使用LDO降为5V给MCU和模拟电路供电。
2)USB转TTL采用CP2102通讯,也可以使用其它USB串口替代,主要是负载仪通过串口和上位机通讯。
2、模拟采样输出:
1) 模拟采样ADC选用TI ADS1115 16位ADC采样,这个是目前比较实惠的16位4通道的ADC,负责电压、电流、温度和电压基准采集,其中电压基准用于故障诊断, DAC AD5693故障后可以判断故障,关闭输出,防止故障范围进一步扩大。
2)数模转换芯片采用ADI的16位 DAC AD5693,带2.5V和5V可编程基准源输出,典型温漂2 ppm/°C,这个就比较牛X了,这货目前价格变态达到150RMB,设计的时候还是80RMB呢。
3)采用信号继电器用来切换2线和4线电压测量。
4)其中标注0.1%的电阻,最好选用低温漂的电阻,提高长期精度稳定性。
5)运放要使用高精度低offset的产品,TI或者ADI很多相关型号,选兼容封装的就行了。
3、MOS驱动部分:
1)电流传感器采用TI INA225AIDGKR 增益可设置电流传感器,4段可设置,目前使用最大和最小增益,用来切换电流采样增益实现大小量程切换。
2)MOS管采用ITH的 IXTH76N25T或者其它相同规格的MOS管,主要是MOS管最大耗散功率要大,决定电子负载最大功率。
4、主控MCU部分:
1)由于运算基本是在上位机进行,对MCU处理能力要求不高,本来打算用32位ARM,考虑到最近ST价格飙涨,还是选用ATMEGE328吧,便宜,性能够用了。
PCB介绍:
1)采用10cmX10cm 4层PCB设计,元器件在上层布局,底层无元器件,主要方便贴片生产,10X10的PCB还可以免费打样。
2)PCB实物
样机实物:
目前打样了2种颜色PCB,黑色蓝色做出来都很漂亮
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曾经有一段真挚的爱情摆在我的面前,我没有珍惜,现在想起来,还好我没有珍惜……
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