Лабораторный блок питания 15В, 1,5А. Модуль контроля питания. Клавиатура. Индикатор.

В последней, третьей версии блока питания произошли значительные изменения в схемотехнике, учтены многие особенности режимов работы блока, что значительно улучшило многие качественные показатели. Применение отдельного контроллера индикатора позволило разгрузить управляющий контроллер и отвести большую часть его времени на обработку измерительных данных. Дополнительно это позволит в дальнейшем модифицировать схемы независимо друг от друга, дополнять новыми функциональными возможностями. Индикатор имеет частоту обновления 100Гц, 9 состояний яркости, двухпроводный интерфейс управления (возможно использование I2C). Клавиатура в новой версии дополнена универсальной кнопкой. Она позволяет отключать/включать нагрузку всего лишь однократным нажатием. При этом происходит отключение шим контроллра от выходов с занулением выходного напряжения. Длительное удержание этой кнопки позволяет входить в меню конфигураций. На данный момент реализованы 3 пункта меню:
1) POS - состояние при включении питания (1 - выход сразу включен, 0 - при включении питания требуется однократное нажатие универсальной кнопки для включения выхода);
2) BRG - яркость (0 - 9);
3) SHOW - выбор отображаемых параметров на второй строке дисплея (A - отображение выходного тока, P - отображение выходной мощности, AP - попеременное отображение мощность/ток).
Во время отладки были идеи сделать дополнительные функции, такие как установка верхних пределов нпряжения и тока, изменение шага перестройки напряжения и тока. Но опыт показал, что это лишнее. Да и большие значения тока и напряжения от этого блока не получить (спалены транзитор, предохранитель). В текущей прошивке ток и напряжение соответственно 1,6А 16В.
В остальном всё как прежде. По умолчанию на экране отображаются выходные значения напряжения и тока с точностью 0,1В и 0,01А. По клику на клавиши +/- изменятеся установка пределов выходного напряжения и тока при этом на экране отображается устанавливаемое значение. Длительное удержание производит бытрый инкремент/декремент значений. Нажатие и удержание двух клавиш +/- одновременно в группе U уменьшает напряжение до ближайшего меньшего табличного значения:
15,0
12,0
9,0
5,0
3,3
2,5
1,8
1,5
1,2
аналогично и в группе I, но токи численно на порядок меньше, т.е. [1,5 .. 0,12].
В случае отключенного выхода в первой строке дисплея мигает буква U, индикаторный светодиод горит красным. При включении выхода индикатор горит зеленым (если нет ограничения выходного тока), U не моргает.



Техническая информация.
Схемы и печатные платы в проектах Altium Designer: скачать
Исходные коды
центрального контроллера: скачать
дисплея: скачать
Вы можете ознакомиться с возможностями блока питания, посмотрев небольшие видеоролики:
Навигация по меню, выбор режимов отображения: скачать
Ограничение по току/холостой ход: скачать
Включение/выключение выхода: скачать
Демонстрация POS: скачать

Для новой схемы контроллера в аналоговую часть были внесены изменения.

Питание контроллера осуществляется от стабилизатора 1117 на 5В, поэтому DA1 7805 заменена на 7812, в разрыв выхода (возле надписи на плате "AVRef") включен стабилизатор 1117 с шунтирующими танталовыми конденсаторами 22мкФ и 100мкФ и керамическими на 0,1мкФ. От стабилизатора DA2 питается дисплей. На выходе DA4.2 установлен делитель из двух резисторов 0402 10кОм и 0805 10кОм (возле надписи ADCI в разрыв дорожки от 1 выв DA4 до разъема).
Транзистор КТ829В при отладке у меня сгорел, под рукой замены ему я не нашел, пришлось делать составной транзистор из КТ817 и КТ805 с нагрузочным резистором первого транзистора 220Ом - сообщаю на всякий случай.
Поскольку верхние пороги управления по ШИМ подняты до 20В и 2А, а также АЦП в новой схеме питается от 3,3В то пришлось пересчитать делители в аналоговой схеме. R19 = 5.9k, R4 = 5.1k, R23 = 22k. Параллельно С2, С5, С9, С10 установлены керамические конденсаторы 0805 0,1мкФ, параллельно С15 - 10000мкФ 50В
При выключении блока питания из сети АЦП отслеживает разряд конденсатора С15, и при достижении примерно 10В срабатывает отключение выхода, снижение яркости, остановка таймеров для предотвращения ложных нажатий кнопок и т.п. Однако при дальнейшем разряде показания ацп могут быть недостоверными, что может привести к включению выхода, поэтому следует прошить FUSE слежения за питанием: BODEN, BODLEVEL.