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基于STM32G0電子負載電池容量測試儀(開源)

電子負載作為電子工程師經常使用的一款儀器,測試電源,電池容量等會經常用到。

今天給大家開源一個我DIY的電子負載。

先說下具體參數和技術細節吧:

一、電子負載最大電壓100V,電流20A,最大功率150W

二、硬件支持恒流和恒壓雙閉環設計,負載支持恒壓負載。恒流負載,恒阻負載,恒功率負載。

三、可以拓展支持電池直流內阻測試,太陽能電池板功率曲線測試。

四、主MCU采用STM32G0設計,32位MCU,64M主頻,12位ADC,多路定時器。這是一款ST比較新的MCU,后面一段時間可能成為低成本32位機主流。可以學習下。

五、模擬量采集采用自帶ADC,基準量給定采用PWM濾波處理,是一款比較低成本的方案。

六、電子負載采用兩個通道設計,可以軟件獨立設置電流,可以保證功率均衡分布,同時可以兼容小電流的精度和大功率熱量。

七、電壓采樣采用四線制,電壓量程采用三段可編程電路設計。保證各個電壓段的電壓精度。

八、兩路NTC實時溫度檢測,保護模塊不過溫燒壞,同時有智能風扇控制。

九、4.3寸液晶屏參數顯示和設置交互,可以顯示多個參數,圖標顯示等。

原理圖的PDF版本,有的小伙伴可能工程里的原理圖打不開,可以先看下PDF版本的

ELOAD_150W.pdf

硬件工程文件和調試記錄,里面包含硬件整個工程文件,cadence16.6版本。還有制版文件,包含gerber,BOM,和坐標文件。還有一些仿真和調試記錄。

硬件工程文件和調試記錄.rar

軟件工程附件太大上傳不了,發了個百度云盤連接

其中包含底層的STM32CubeMX生成軟件工程

keil 5.16版本的軟件工程文件

USART HMI 串口屏工程文件

鏈接:https://pan.baidu.com/s/18o5HTSMlbuoeTlkuAS1xSA 提取碼:7t2r

全部回復(126)
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三棵樹
LV.4
2
2021-11-20 16:43

先看下整體結構

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三棵樹
LV.4
3
2021-11-20 16:46

先看下幾個電壓段的恒壓負載精度,勉強還行吧。

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三棵樹
LV.4
4
2021-11-20 16:48

在測試兩個恒流負載精度,也勉強!

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三棵樹
LV.4
5
2021-11-20 16:49

順便看下開發環境。

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三棵樹
LV.4
6
2021-11-20 16:54

180W,超過額定功率20%負載半小時以上, 溫度還有余量。

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三棵樹
LV.4
7
2021-11-20 16:58

有想DIY的點贊評論留言下,你們的熱情是我水帖子最大動力。

這不僅可以學習下電子負載,還可以學習下新的MCU。底層的桉樹接口我都寫完了,你們可以這我的基礎上自己繼續搭積木練手。

40層樓開始貼原理圖并分析講解

80層樓開始貼代碼并分析講解

120層樓開源整個工程文件。

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2021-11-20 23:13

謝謝分享,學習,panlinquan@163.com 

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2021-11-21 09:14

基本可以達到商用要求,能增加可變參數調整最好了,感謝分享!since0@163.com

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三棵樹
LV.4
10
2021-11-21 18:49

看下動態測試圖:

條件:先接好電源,再開啟和關閉負載。

這邊順便說下,PWM濾波成模擬量給定基準是有缺陷的,為了滿足模擬量的紋波足夠小,一般RC濾波常數選PWM周期的10-20倍。這樣PWM的分辨率(即模擬量基準的分辨率)和動態速度不能同時最優化,需要做個均衡。

恒流負載啟動波形,看下邊沿時間大概3ms。沒有過沖和震蕩還是可以的。

恒流負載關閉波形,邊沿時間大概4ms。依舊沒有過沖和震蕩。

為了滿足較高的精度,犧牲了部分動態響應速度,一般低成本方案難以避免的。

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ruohan
LV.9
11
2021-11-22 18:24

樓主繼續啊

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三棵樹
LV.4
12
2021-11-22 20:59

再看下恒流和恒壓連續動態負載特性

恒流梯形波動態測試

電壓15V,電流1A-4A動態變化。

電源電壓未隨著電流變化而波動,說明電源恒壓動態調節特性還可以。

電流也沒有明顯震蕩和超調,說明電子負載動態特性也行。

恒壓梯形波動態測試

恒流1A,電壓3V-10V動態變化

電壓波形沒有明顯震蕩和超調,說明電子負載動態特性還行

電流波形在電壓變化過程中有震蕩,說明電源的恒流模式動態調節欠缺。

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三棵樹
LV.4
13
2021-11-22 21:00
@panlinquan
謝謝分享,學習,panlinquan@163.com 

等我水完了帖子一起發哈!

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#回復內容已被刪除#
14
三棵樹
LV.4
15
2021-11-22 21:01
@ruohan
樓主繼續啊

每天水一點,爭取水的認真細致點!

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2021-11-22 22:12
@三棵樹
每天水一點,爭取水的認真細致點!

請問下這個驅動卡支持0-2.5V模擬電壓輸出驅動我電子負載模塊嗎?

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三棵樹
LV.4
17
2021-11-23 21:15
@zhiyiyunmeng
請問下這個驅動卡支持0-2.5V模擬電壓輸出驅動我電子負載模塊嗎?

板子上有三個0-3.3V的模擬量信號,但不支持對外輸出。

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三棵樹
LV.4
18
2021-11-23 21:21

一般電子負載使用都是先連接好電源,再設置參數并啟動。

如果先設置好電壓電流參數,再硬連接到電子負載上,就存在過沖的風險。

下圖為硬連接電流過沖波形,當然反饋調節電路反應慢也是電流過沖的一個重要原因。

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2021-11-24 01:15
@三棵樹
一般電子負載使用都是先連接好電源,再設置參數并啟動。如果先設置好電壓電流參數,再硬連接到電子負載上,就存在過沖的風險。下圖為硬連接電流過沖波形,當然反饋調節電路反應慢也是電流過沖的一個重要原因。[圖片]

我看你桌上的家伙事眼饞啊 ,爭取每天幫你水,早日上120.

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2021-11-24 01:18

跟大佬學電子咯

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dy-6RUcq21N
LV.1
21
2021-11-24 12:11

這個正是我剛剛想要的

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2021-11-24 12:13
@三棵樹
一般電子負載使用都是先連接好電源,再設置參數并啟動。如果先設置好電壓電流參數,再硬連接到電子負載上,就存在過沖的風險。下圖為硬連接電流過沖波形,當然反饋調節電路反應慢也是電流過沖的一個重要原因。[圖片]

這個問題其實可以避免的,加一個硬件輸入檢測,我就是這么搞的,有了輸入檢測后,沒輸入輸入電壓MOS不會工作

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2021-11-24 13:27

鼓勵開源精神,但是不鼓勵在這擺架子,

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2021-11-24 15:44

求開源學習463156598@qq.com

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馬邦華
LV.1
25
2021-11-24 18:06

感謝開源:mabanghua@163.com

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三棵樹
LV.4
26
2021-11-24 19:28
@川理學子
這個問題其實可以避免的,加一個硬件輸入檢測,我就是這么搞的,有了輸入檢測后,沒輸入輸入電壓MOS不會工作

這個方法不錯哦,我之前一直想著從硬件的反饋調節回路來解決這個問題的。這些檢測硬件都支持的,只需要修改下代碼。

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三棵樹
LV.4
27
2021-11-24 19:34
@馬邦華
感謝開源:mabanghua@163.com

已經發你郵箱!

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三棵樹
LV.4
28
2021-11-24 19:35
@馬邦華
感謝開源:mabanghua@163.com

已經發你郵箱!

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三棵樹
LV.4
29
2021-11-24 19:36
@天予不取
求開源學習463156598@qq.com

已經發你郵箱!

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三棵樹
LV.4
30
2021-11-24 19:36
@dy-6RUcq21N
這個正是我剛剛想要的

已經開放所有文件!

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三棵樹
LV.4
31
2021-11-24 19:37
@硬件老搬張
跟大佬學電子咯

已經開放所有文件!

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