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V1.1
请参见文档中SHEET4的电路图
目前只是做了 双向DC-DC变换器（A题） 基础要求 发挥部分 后续会做的
目前该电路需要一个 带有 2路 ADC及2路DAC的单片机最小系统 当然显示液晶和键盘不可省略
该电路就是BUCK降压恒压恒流电源电路 可以根据你DAC输出的电压信号进行恒压恒流切换 请注意不需要特意关照恒流恒压切换 你只要设置你期望的恒压和恒流值 他会自动切换
按照图中参数 J2的2 3脚为恒压 恒流输入值（范围0-5V） 也就是连接你的DAC的部分 恒压值为0-25v 也就是按照你DAC输入电压放大5倍 恒流值为0-2.5A 也就是你DAC输入控制电压0-5V除以2 或者乘以0.5
实际电路的步进精度取决于你的DAC精度 理论上 如果选用10位DAC 恒压步进值为约为1024步进 25mV每档 恒流值为2.5mA每档
恒压恒流平滑过渡 你可以这样想 比如我需要充电电流1.5A 限制充电电压24V 那么我只要给 DAC控制电压的部分输入24V/5=4.8V DAC控制电流的部分的控制电压为3V 此时若电池电压很低 则先恒流 当电池电压达到24V时候 自动转换为恒压模式
请注意 若你没有DAC可以采用PWM输出 进行RC滤波 然后接入运放组成的射随器缓冲后当DAC使用
所有标注Optional的零件均为可选零件 可用可不用
核心部件 由TL494组成的 buck恒压恒流电源 按照图中参数 输出电压 由R25/R27比值可计算出最大输出电压 图中比例为 4比1 因此在 整个电路数控部分 J5的 PIN2加0-5V电压时候 输出电压为 0-25V 步进分辨率决定于你的DAC精度
同理 R20 R21为采样电阻 为了保证电流精度 请选择小阻值电阻 这样避免电阻发热 并且 进行放大 选择 TL071低噪声运放 请选择正货 如果没有该零件可以选择LM358 可能效果会打折扣 如果选择普通运放可以考虑 将 R20 R21的功率和阻值均选大一些 可以多个并联 保证其满载2A输出时候几乎无温升电阻值稳定即可 否则你的恒流值不稳定
因为 电流采样电阻R20 R21取值较小 为了防止运放失调电压影响 因此使用TL071进行调零 如果大家有 其他芯片一样可以选用 U2为射随器 U1为反向比例放大器 U2需要调零 如果 用无法调零的芯片 请将R20 R21阻值加大 这样才能保证误差较小 另外 常见的UA741也可以用在这里 因为 UA741可以调零 想必精度应当也可以的
U2只是 射级跟随器 只是做阻抗变换 U1将 电压反相放大 按照图示参数放大40倍 送入TL494进行恒流控制 当J5的 PIN3加0-5V电压的时候 对应的输出电流为0-2.5A 若采用10位DAC设计 步进精度可以达到2500/1024约等于2.5mA每档 若采用更高 精度DAC可以达到更高的电流精度
请不要做到正好2A否则由于电路问题可能导致无法达到最大输出值 请取富裕量
MOS驱动采用P沟道MOS 和 2个三极管组成的驱动电路 D1保护二极管不可舍去 否则会烧mos 如果采用N沟道的可以 自己改用专用MOS驱动IC的 高端驱动部分 请注意 如果只用高端而不用低端 需要给高端部分独立供电 改发就是 R33保留但是上端的 两个三极管去掉 接入IR21XX芯片的 HIN 然后 HO输出接你的MOS即可
若采用高低端都用的同步整流方式（百度关键字494+2104同步整流） 也可以 不过本人认为 选好二极管即可保证性能 除了 MBR20100之外 建议低压降的 MBR60L45也可以
J5的 PIN4 PIN5为电池组的充电电流和 电压输出信号 正常幅值0-5v 不过为了保证不烧毁你的ADC芯片 建议 ADC芯片输入端加入稳压二极管的保护 比如5.6v稳压管
DS18B20为 电池组温度检测 可以不加
J2为主电源输入 请注意 由于 采样电阻R20 R21的存在 不可以和 辅助电源J1共地 他们的GND之间是通过 R20 R21连接的
图中的 由Q4组成的494关断电路根据需要可以舍去
此电路未经证实 正常可以使用不过需要后期调整 还是那句话 BUCK电感最好是多股并绕 不过考虑到电流不大 电感磁芯可以选小一点的 建议变压器磁芯开气隙 如果用环形的请用铁氧体而非铁粉芯 另外注意铁氧体电感设计要得当 电感量太小容易饱和影响输出效率 电感量太大会出不了功率 不过由于 输入 输出压差不大 因此90%的效率应当好做
请注意 如果不会分数字地模拟地 请加大GND的粗细程度 最好是 剥掉外皮的铜线淌锡 尽量降低电阻
懒得看文字的 就看这里吧
J1 为辅助电源输入接口 5V如果不用DS18B20测量温度可以不要 还有就是正负15V 其中 正15V需要的电流稍大
J2主充电回路 就是 所谓的题目的 U2部分 请注意该部分的GND不要和辅助电源的GND相连 因为他们之间是通过电流采样电阻R20 R21的 相连后无法测试充电电流
J5 为单片机接口 2 3脚为电压电流控制信号 和单片机DAC相连
4 5脚为 电压电流输出信号 送入单片机的 ADC
8脚为 电池组的 DS18B20串行信号 检测电池电压 如果不用可以省略 10脚为 0/5V控制信号 控制494的开关 这里可以省略 发挥部分可能要用
J3 J4为电池组接口 你高兴把他直接对应连接也可以
JP1为最大占空比限制 正常选择100%最大即可
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目前只是做了 双向DC-DC变换器（A题） 基础要求 发挥部分 后续会做的
目前该电路需要一个 带有 2路 ADC及2路DAC的单片机最小系统 当然显示液晶和键盘不可省略
该电路就是BUCK降压恒压恒流电源电路 可以根据你DAC输出的电压信号进行恒压恒流切换 请注意不需要特意关照恒流恒压切换 你只要设置你期望的恒压和恒流值 他会自动切换
按照图中参数 J2的2 3脚为恒压 恒流输入值（范围0-5V） 也就是连接你的DAC的部分 恒压值为0-25v 也就是按照你DAC输入电压放大5倍 恒流值为0-2.5A 也就是你DAC输入控制电压0-5V除以2 或者乘以0.5
实际电路的步进精度取决于你的DAC精度 理论上 如果选用10位DAC 恒压步进值为约为1024步进 25mV每档 恒流值为2.5mA每档
恒压恒流平滑过渡 你可以这样想 比如我需要充电电流1.5A 限制充电电压24V 那么我只要给 DAC控制电压的部分输入24V/5=4.8V DAC控制电流的部分的控制电压为3V 此时若电池电压很低 则先恒流 当电池电压达到24V时候 自动转换为恒压模式
请注意 若你没有DAC可以采用PWM输出 进行RC滤波 然后接入运放组成的射随器缓冲后当DAC使用
所有标注Optional的零件均为可选零件 可用可不用
核心部件 由TL494组成的 buck恒压恒流电源 按照图中参数 输出电压 由R25/R27比值可计算出最大输出电压 图中比例为 4比1 因此在 整个电路数控部分 J5的 PIN2加0-5V电压时候 输出电压为 0-25V 步进分辨率决定于你的DAC精度
同理 R20 R21为采样电阻 为了保证电流精度 请选择小阻值电阻 这样避免电阻发热 并且 进行放大 选择 TL071低噪声运放 请选择正货 如果没有该零件可以选择LM358 可能效果会打折扣 如果选择普通运放可以考虑 将 R20 R21的功率和阻值均选大一些 可以多个并联 保证其满载2A输出时候几乎无温升电阻值稳定即可 否则你的恒流值不稳定
因为 电流采样电阻R20 R21取值较小 为了防止运放失调电压影响 因此使用TL071进行调零 如果大家有 其他芯片一样可以选用 U2为射随器 U1为反向比例放大器 U2需要调零 如果 用无法调零的芯片 请将R20 R21阻值加大 这样才能保证误差较小 另外 常见的UA741也可以用在这里 因为 UA741可以调零 想必精度应当也可以的
U2只是 射级跟随器 只是做阻抗变换 U1将 电压反相放大 按照图示参数放大40倍 送入TL494进行恒流控制 当J5的 PIN3加0-5V电压的时候 对应的输出电流为0-2.5A 若采用10位DAC设计 步进精度可以达到2500/1024约等于2.5mA每档 若采用更高 精度DAC可以达到更高的电流精度
请不要做到正好2A否则由于电路问题可能导致无法达到最大输出值 请取富裕量
MOS驱动采用P沟道MOS 和 2个三极管组成的驱动电路 D1保护二极管不可舍去 否则会烧mos 如果采用N沟道的可以 自己改用专用MOS驱动IC的 高端驱动部分 请注意 如果只用高端而不用低端 需要给高端部分独立供电 改发就是 R33保留但是上端的 两个三极管去掉 接入IR21XX芯片的 HIN 然后 HO输出接你的MOS即可
若采用高低端都用的同步整流方式（百度关键字494+2104同步整流） 也可以 不过本人认为 选好二极管即可保证性能 除了 MBR20100之外 建议低压降的 MBR60L45也可以
J5的 PIN4 PIN5为电池组的充电电流和 电压输出信号 正常幅值0-5v 不过为了保证不烧毁你的ADC芯片 建议 ADC芯片输入端加入稳压二极管的保护 比如5.6v稳压管
DS18B20为 电池组温度检测 可以不加
J2为主电源输入 请注意 由于 采样电阻R20 R21的存在 不可以和 辅助电源J1共地 他们的GND之间是通过 R20 R21连接的
图中的 由Q4组成的494关断电路根据需要可以舍去
此电路未经证实 正常可以使用不过需要后期调整 还是那句话 BUCK电感最好是多股并绕 不过考虑到电流不大 电感磁芯可以选小一点的 建议变压器磁芯开气隙 如果用环形的请用铁氧体而非铁粉芯 另外注意铁氧体电感设计要得当 电感量太小容易饱和影响输出效率 电感量太大会出不了功率 不过由于 输入 输出压差不大 因此90%的效率应当好做
请注意 如果不会分数字地模拟地 请加大GND的粗细程度 最好是 剥掉外皮的铜线淌锡 尽量降低电阻
懒得看文字的 就看这里吧
J1 为辅助电源输入接口 5V如果不用DS18B20测量温度可以不要 还有就是正负15V 其中 正15V需要的电流稍大
J2主充电回路 就是 所谓的题目的 U2部分 请注意该部分的GND不要和辅助电源的GND相连 因为他们之间是通过电流采样电阻R20 R21的 相连后无法测试充电电流
J5 为单片机接口 2 3脚为电压电流控制信号 和单片机DAC相连
4 5脚为 电压电流输出信号 送入单片机的 ADC
8脚为 电池组的 DS18B20串行信号 检测电池电压 如果不用可以省略 10脚为 0/5V控制信号 控制494的开关 这里可以省略 发挥部分可能要用
J3 J4为电池组接口 你高兴把他直接对应连接也可以
JP1为最大占空比限制 正常选择100%最大即可