简易数控可调电源

一、模块简介

基于STM32和DCDC芯片设计的小功率简易数控可调电源

 

二、应用场景

1. 实验调试供电使用
2. 其他负载调试使用

 

 

三、模块概述

• 模块DP2503-75-GPL
• 该模块以STM32作为主控芯片
• 此电源模块为开关电源，非线性电源
• 此模块为buck拓扑电源，仅能降压，不能升压，最大输出电压始终低于输入电压
• 输入接口为TYPE-C接口（支持PD2.0/3.0快充协议，最高握手电压为20V，可支持45W或65W的PD电源适配器）
• 输出接口为XT30（公头）
• 此模块具有恒压和恒流功能
• 此芯片具备较优秀的负载阶跃响应能力，纹波低

 

四、模块参数

1. 最小输入电压：12V
2. 最大输入电压：30V
3. 外置MOS管，同步整流架构
4. 电压可调范围：1-25V
5. 电流可调范围：0-3A
6. 固定开关频率：200K
7. 带4个微动按键（功能选择、减小、增加、确认）
8. 1.5寸LCD屏幕（分辨率240*240）

 

五、使用说明

1. 使用带有PD2.0/3.0快充协议的充电器用USB数据线接入模块左边的TYPE-C端子，右边XT30接线端子为输出接线端子，可以接入电子负载或其他负载
2. 上电之后应使用万用表测试输出电压是否达到设置值，如果没有达到设置值，请勿接入负载
3. 输出正负极不能接反，接反可能会损坏模块或其他负载

 

六、注意事项及备注

1. 注意事项：长时间工作建议在2A内的电流使用（需要注意温升情况）
2. 使用电源板和控制板分离的设计对于散热有较大改善，同时空间利用率也更高
3. 模块没有防电流倒灌功能，不推荐使用此模块给电池进行充电，给电池充电可能会模块损坏
4. 请勿频繁短路输出接口，模块虽然有恒流功能来限制和保护，但依然可能导致模块损坏
5. 因此模块为降压模块，请保持输入与输出之间存在一定的压差，建议输入电压至少大于最大输出电压3V左右
6. 请勿私自变更此模块中所使用的物料，因私自变更物料导致的模块不工作或无法正常运行的，一律不提供技术支持
7. 此项目仅供DIY和学习使用，禁止用于任何形式的商业用途，或以商业用途的其他形式开发
8. 为避免后续的问题，此项目程序文件不提供，仅提供hex固件
9. 未经作者授权，禁止转载

 

七、版本更新

• 软件V1.0，首次发行，目前存在的问题，功能选择按键响应慢，调节电压或电流的时候按下确认按键可能会再次回退到电压电流设置界面

 

焊接电源板

 

另一个角度的电源板

 

焊接控制板（背面）

 

焊接控制板（正面）

 

本来预计使用10mm铜柱来做支撑，但发现电源板与控制板的连接器距离不够，只能只用使用8mm铜柱，如果使用8mm铜柱，会导致微动按键与电感有结构干涉，需要让电感移动一定距离来给微动按键让出一定的空间

 

螺丝使用M3*5mm，8mm双通铜柱

 

组装好的成品

 

另一个角度的成品

 

由于原理图设计的时候导致SWDIO和SWCLK接反，导致程序无法下载，需对SWDIO和SWCLK进行交叉飞线处理

注意：这边使用的是特别的程序下载接口，需兼容其他的模块，不好更换线序，如果使用的是普通的下载器接线进行下载，只需要手动更改线序即可，可忽略这个问题

 

在调试电源板的时候，发现芯片一直都无法正常工作，SW节点和MOS管栅极均无波形，经查看原理图，发现17、19引脚接错，导致自举电容无法充电，所以芯片不能正常工作

 

对17、19引脚处进行交叉飞线处理，同时还有另外一个问题，需让芯片工作在FPWM模式下，在原理图设计的时候未考虑这个问题，需手工飞线更改，从8引脚串联一个20K电阻到+10V电源处

 

软件还在调试，UI界面如上，应该不会有太大的变更，本来预计是使用硬件SPI进行刷屏，但在此屏幕上遇到问题，经常因未知原因导致屏幕不显示（程序有在正常运行），后面改成了软件模拟SPI，屏幕可以正常显示，但速度比硬件SPI慢了很多，对整个调试过程影响较大

 

输出的接口使用的XT30公头，但在原理图设计的时候将XT30公头的正负极接反了，导致在焊接与公头对插的母头的时候不能按照外壳上的正负极标识进行焊接，正负需进行对调

 

可手工制作一条XT30母头转夹子线材，方便调试和测试使用

 

模块输出纹波情况如上图所示，5V电压输出情况下空载纹波会比带负载的时候略高，会稍微超过1%

 

开关节点波形正常，无明显振铃，动态负载阶跃响应大概2.5%，性能一般，不算太好，从波形上来看带宽较低，参数还有待调整

 

低负载温度情况如上图所示，并不算太高，温度较高的区域并不在功率部分，5V LDO的位置温度最高，可能是因为屏幕的背光电流较大，LDO由于较高压差，所以温度较高

 

高负载温度情况如上图所示，功率部分的温度较低负载情况下有了明显提升，温度最高的区域是PD协议芯片，可能是因为输入电压较高，高于Datasheet标称的最高电压导致的

 

在较小输入输出压差的情况，效率是可以达到很高的，以20V输入，18V输出情况来看，效率可以达到97%左右