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标题: 数控电源电路图 [打印本页]

作者: shangdawei 时间: 2014-11-19 15:28
标题: 数控电源电路图

图中DA和PWM任选其一, 当DA或PWM输出为0~1.25V时，输出在12.5V~5V之间可调。实际上，DA输出到1.875V时，输出可以调至1.25V

将3K电阻改成7.68K，可以输出到1.25~30V

MG_wmj,2576内部的参考电压1.23V跟外面的DA电压及Vout电压之间怎讲计算的？？另外，如果用DA的话，PWM及运放电路可以去掉吗？

VOUT=((Vref/R1)-(Vda-Vref)/R2)*R3+Vref

其中：R1为Vref端对地电阻；R2为DA输出串联电阻；R3为VOUT取样电阻

注：图中3个电阻可能偏小，等比例放大3倍比较合适；分别取R1=3K；R2=1.5K；R3=9K

用DA就不用PWM及后极运放了

弄一个AD再回去，变成闭环多好啊。现在CPU多带AD的啊。

DA断了，会怎样？用传统51的话,开机瞬间会出现啥情况？

DA断会输出5V，开机瞬间也无关紧要，最大输出12.5V罢了，若无DA输出，还是5V

我做的类似,连运放都免了,效果差不多,为了高效率,我用TPS5430

tps5430如何用单片机控制输出电压？

本人新手，我想用tps5430做一个可以调节输出的开关电源，输出电压范围比如3~8V，
看到论坛里说可以调节vsense端的电阻来调节该端的电压，以此来调节芯片的输出电压，
现在我想用单片机来调节输出，是不是只需要用一个da 输出不同的电压加在 vsense端即可？
希望有人给我解答，或者给我其他方案，如何不使用调节电阻的方式用单片机调节输出电压？

如果是TPS5430，你确实可以通过外加一个信号来调节Vensen电压来达到改变输出电压的目的，
只要你通过单片机产生一个电压信号，连一个二极管,再通过电阻连接到Vsense，
设原分压电阻R1(上), R2(下)，单片机连接二极管后的电阻R3, 可以得到公式：

1.221 / R2 = (Vo-1.221) / R1 + (Vadj-0.7-1.221) / R3，

0.7V是二极管压降，1.221V是Vsen电压，从算式看当电阻一定，
不同的V(单片机输出)会引起不同的Vo(电源芯片输出),
同时要求有效调节电压Vadj需要大于0.7V+1.221V.

(以上是控制方法之一，当然你还可以采用其他的方法控制)

事实上你采用单片机控制，如果你的单片机本身带PWM输出口，
或许可以直接利用这个PWM做一个降压架构。（类似TI用C2000做电源一样）
如前面所说，单片机输出电压作为一个调整信号，输出电压作为一个调整信号，
两个信号做一个加法器，加法器输出接到反馈端即可调整输出电压。

可以外加一个运放，正输入端接反馈电阻，负输入端接单片机DA，输出接vsense端即可。
调节DA的输出，相当于改变参考电压，从而改变输出电压

降压型电路原理和设计

　　采用LM2576构成的降压电路如图2所示,输出电压经R1和R2分压取样后送到减法器的正输入端,负端接VSET。VSET信号是单片机给出的电压信号,输出的取样电压减去D/A转换电压后得到误差信号。再将误差信号加上参考电压(VREF)1.23V, 将此结果送到LM2576的反馈端。当输出电压因某种原因下降时,取样电阻分压下降,低于单片机D/A转换信号给出的参考电压,减法器输出小于 1.23V,此信号送到LM2576反馈端后,开关信号的占空比增加,电感储能增加,输出电压上升,最终使输出电压保持稳定。此反馈回路的本质仍然是负反馈,并且符合LM2576的使用要求。

相比于传统的直接反馈,本设计中的反馈回路复杂度较高,这种设计主要是出于以下考虑：首先是便于单片机控制,只要改变D/A转换输出电压,则反馈回路起作用,自动将输出取样电压向D/A转换电压靠近,完成电压调整过程;其次,可以满足设计要求中的零伏输出。若单纯用LM2576的反馈引脚,则手册中给出的参考电路最低输出只能达到1.25V,因此需要将反馈电压“平移”一个VREF参考电压的电平。最后是因为LM2576的反馈端是以1.23V为基准进行比较的：当反馈取样电压大于1.23V时,减小开关的占空比;大于1.23V时,增加占空比。一般的误差电压不会大于1V,因此需要将减法结果再向上“平移”一个VREF的电平。
　　反馈电阻分压得到的电压还同时送到单片机的DAC,通过D/A转换和尺度换算,得到输出电压值,作为数字量显示输出到数码管上。

恒流输出电路设计

　　在上述功能基础上,本设计进一步增加了恒流输出功能,如图5所示。将输出电流在分流器上的压降取出来,并加以放大,得到适当大小的直流电压信号。此信号一方面送到单片机进行A/D转换,一方面送到反馈回路减法器的输入,并与D/A转换输出电压比较。当输出电流增加时,放大器电压增加,通过减法器与参考电压比较后得到的反馈电压增加,LM2576减少开关信号的占空比,电感中储能减少,导致输出电流下降,完成反馈过程。

图中，VOUT经过R14和R16分压之后，输入至AD采样，结果经过运算之后，
转换出相应的DA值，经过R13，反馈到FB上。

使用R11连接+24V，这样即使DAC_OUT失效，输出也会保持在很低的安全电压下。
D4的作用是将DAC_OUT电压钳位在+3.3V上，保护DA输出引脚。
只要DAC_OUT能够以正确的比例反映ADC_IN的值，那么这个负反馈网络就构建成功。

OFF引脚具备内部上拉，如果悬空则芯片会一直工作。
加上R17下拉到地，使得MCU未工作时LM2677处在关断状态。

使用数字控制来实现LM2677的模拟控制，最简单的程序实现方案莫过于，使用ADC的值乘以相应的比例，给出DAC的值。
这种方案里，没有算法，没有数字PID，ADC采到什么，DAC就给出什么。简单，直接，有效。

程序需要实现以下步骤：

在定时器中断服务程序中，采集10次voltageOut的值，做平均值滤波；
使用voltageOut，计算实际比例的LM2677输出(mV)；
按照指令中的理想输出，计算理想的等效反馈电阻resFeed；
根据理想的等效反馈电阻resFeed和实际的反馈电阻，计算应有的反馈电压；
根据反馈电压，计算并给出对应的DAC值；
启动下一次ADC；

增量式数字PID算法的用途非常广泛，几乎能想到的控制，都可以用它来实现，最常见的如直流电机的速度闭环。

对于LM2677的电路来说，设定值就是用户输入的理想输出电压，输出值就是LM2677的实际输出电压，
控制量就是加在LM2677反馈引脚上的DAC输出值。LM2677的MCU程序需要实现的功能就是，
采集LM2677的实际输出电压，和用户输入的理想输出电压比较，根据比较出来的偏差，
调整LM2677反馈引脚上的DAC输出值，直到使实际输出电压等于理想输出电压。

100us的调节时间，用定时器TIM2的溢出中断来实现，但是PID调节的计算并不在中断服务程序中。
TIM2_IRQHandler仅仅做了一件事情，就是启动一次ADC扫描。扫描完成之后，ADC的数据会经由DMA通道传输到指定地址的数组中，
DMA1_Channel1_IRQHandler是DMA中断，当需要扫描的ADC通道都转换完成之后，DMA中断被触发，在这里进行PID运算。

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作者: shangdawei 时间: 2014-11-19 15:29
本帖最后由 shangdawei 于 2014-11-19 20:29 编辑

图片消失了

DC-DC converter with DAC for VOUT adjustment.

DC-DC converter with digital potentiometer for VOUT adjustment.

DC-DC converter with PWM for VOUT adjustment.

VOUT = VFB + ( ( VFB - VR ) / R2 ) * R1

VOUT - VR = VFB - VR + ( ( VFB - VR ) / R2 ) * R1

VOUT - VR = ( VFB - VR ) * R2 / R2 + ( VFB - VR ) * R1 / R2

VOUT - VR = ( VFB - VR ) * ( R2 + R1 ) / R2

Since R1 = 20 kΩ and R2 = 10 kΩ, Equation 2 can be simplified to:

VOut – Vr = 3(Vfb – Vr)(3)

or:

VOut = 3 Vfb – 2 Vr(4)

( VC - V- ) / R4 = ( V- - VR ) / R3 ( I4 = I3 )

VC / R4 - V- / R4 = V- / R3 - VR / R3

V- / R4 + V- / R3 = VC / R4 + VR / R3

V- * ( R3 + R4 ) / ( R3 * R4 ) = ( VC * R3 + VR * R4 )/ ( R3 * R4 )

V- * ( R3 + R4 ) = ( VC * R3 + VR * R4 )

VR * R4 = V- * ( R3 + R4 ) - VC * R3

V- = V+ = VREF : VR * R4 = VREF * ( R3 + R4 ) - VC * R3

R3 = R4 : VR * R3 = VREF * ( R3 + R3 ) - VC * R3

VR = VREF * 2 - VC

R3 and R4 have the same value, 10 kΩ, so amplifier U2’s output voltage is:

Vr = 2 VRef – VC(5)

where VRef is the reference voltage generated by U3 after resistor divider R7/R8.

VOut = 3 Vfb – 2 Vr(4)

Combining Equation 4 and Equation 5:

VOut = 3 Vfb – 4 VRef + 2 VC (6)

To simplify Equation 6, choose components that make:

3 Vfb = 4 VRef(7)

Then Equation 6 becomes:

VOut = 2 VC (8)

The internal voltage reference of U1 is 0.8 V. ( TPS54332 )

VREF = 3VFB / 4 = 3 *0.8 / 4 = 0.6V

LM4040D25 : 2.5V : By choosing R7 = 10 kΩ and R8 = 3.16 kΩ, VRef = 0.6 V, satisfying Equation 7.

Finally, C1 lowers U2’s output impedance at high frequencies,
maintaining the stability of U1’s feedback loop.

The added circuitry allows users to control the buck converter’s output voltage,

VOut, in the range of 0 to 5 V with a control voltage, VC, in the range of 0 to 2.5 V.

Similar circuitry can be designed for use with a boost converter,

or any other dc-dc converter, as long as its feedback voltage pin is accessible.

DAC = 0V : Vo = 1.233 * ( 2200 / 390 ) + 1.233 * ( 1 + 2200/180 ) = 6.95V + 16.303V = 23.253V

DAC = 1.233V : V0 = 1.233 * ( 1 + 2200/180 ) = 16.303V

Variable Control Voltage Output Voltage Adjust

This method is accomplished by connecting a variable control voltage through a resistor, R(adjust), to J3?1.
The equations provided below calculate R2 and R(adjust) where:

For example, if VO,max= 19 V, VO,min = 17 V, V(adjust),min = 0 V, V(adjust),max = 3.3 V, and R1 = 1 MΩ,

then R2 = 72.4 kΩ, and R(adjust) = 1.65 MΩ.

When V(adjust) = 0 V then VO = 19 V. When V(adjust) = 3.3 V then VO = 17 V.

作者: ad2000 时间: 2014-11-20 18:40
不错，真长知识

作者: shangdawei 时间: 2014-11-23 10:35
基本上就是通过 AD采样再通过 DA 控制

作者: program 时间: 2014-11-24 10:17
分析很详细.

作者: shangdawei 时间: 2014-11-24 10:41
SuperPro 3000U 编程器电源部分草图

SuperPro 3000U 编程器电源用到不一样的方法

作者: siyuan 时间: 2014-12-20 16:40
学习了，谢谢

作者: chijiaoshenshi 时间: 2015-4-5 09:21
谢谢LZ分享，学习了，这么多资料无私奉献，LZ辛苦了

作者: harry26 时间: 2021-5-7 11:15
好资料,谢谢楼主分享~

作者: muelfox 时间: 2021-5-26 09:52
发帖不易, 赚银辛苦

作者: 华淞大侠 时间: 2021-7-3 20:52

大牛在人间哦，学习啦。

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