首先来推敲一下我所需要的电气参数吧~~~~
有时我会修修5V40A 200W的电源，所以负载电流应该达到50A，功率要达到300W
有时候可能会测试一下48V电动车电池组，所以耐压应该要达到60V以上，具体要看负载管的耐压了

至于检流电阻么，由于50A不是个小电流，所以直接采用手头上现有的10毫欧2512贴片电阻，5组分流，5个MOS负载管，5个散热器，分散功率，每个电阻最大耗散1W功率，MOS管的参数要求也可以放低，也容易散热。


功率部分大概就是这样，然后是控制部分。


由于我还懂一些电脑C++编程，51单片机C语言，STM8单片机编程，数字电路啥的。。所以决定用单片机做控制板了。
51单片机直接PASS，已经被STC这丫的伤了我的心，BUG真多，已经不敢用了。所以决定采用STM8，便宜量又足，外设多，IO多，稳定。

然后嘛，电脑联机通讯应该是要有的，利用电脑的强大功能，实现数据记录、数据处理、还有多种多样的功能。
既然都用到电脑通讯了，干脆连屏幕、按键啥的都省了，全部功能用电脑控制，电脑不是有个大到用不完的屏幕和多到用不完的按键吗？哈哈哈哈....

下一步，选择拓扑结构。
我的宗旨是，使用常见、易得的器件，做出精度尽量高的仪器。

下面就是简化版的拓扑示意图：

到这里就暂告一段落了，因为遇到了一个难题。。。。这个问题就是，拓扑图中所谓的“高精度PWM”到底要如何实现。。。

我的PWM精度目标是，50A的电流范围内，控制能力要达到1mA，也就是说，PWM的精度应该要达到16位（65536级）。
如果使用传统的PWM方法，以STM8单片机的16M时钟频率来使出16位PWM，频率只能达到244HZ，这么低的频率，先不说那超垃圾的RC滤波响应速度，光是纹波都大的要命，还谈何“高精度”？

这个问题，在我的N次蹲坑静思之后，终于想出了解决方案！


欲知后事如何，请听下回分解~~~~[s:33]先睡觉去

引用 21006091:
这电路图怎么就和我家的羊肠小道那么像呢？

哈哈，简单的东西，懒得用制图软件了，还是直接画来的自由，画成这样还真是别有一番风味

引用 blueness:
坐等楼主更新。

是外搭了PWM控制器么？再通过MCU控制？
12345终端恒流板最后一致性可能有点难调。
MOS管用的是什么型号？增强型有点困难吧

PWM稍后会说到，没有使用专用PWM控制器。
根据LM324的最大失调电压计算，各终端板间的最大相差电流会达到0.4A，但是不用管，只要总电流控制精确就行了。
MOS管是采用电动车控制器的管子，电流大，功率大，内阻低

引用 沉默羔羊:
说实话，我也非常恶心STC那傻B到爆的广告，但芯片还没那么不堪，在国内C51行业还算是老大的地位。你的那些要求51足够，你不会想上STM32吧？

STC我经常用15F系列，外部中断不能用这个BUG已经爆出很久了。。。这个倒是没什么。。。

然后就是IO容易受干扰的问题，我做的一个调光天花灯，挂一根30CM按钮线下来，IO设定为弱上拉模式。。前面几个月倒是平安使用没问题，到了一年之后，非常容易受干扰，这个灯随机随时会变亮度档位。。。。这个倒也可以接受，大不了加强上拉电阻。。。

然后就是上电时钟频率管理也有BUG，把5V电源线滋啦滋啦多刮几次频繁复位，经常能看见时钟速度随机变，原本设定的25M已经跑下到几M了。。。这个就不能忍了

于是换了STM8，现在用的不亦乐乎，外设太丰富了

好了，直入PWM正题。



此电路图经过multisim 11 模拟验证过，滤波后纹波低至20uV



为了达到最好的PWM精度，有几点地方要注意


1、高8位与低8位电阻的阻值选择，它们的阻值比例应该尽量接近256:1，否则会出现“越级失真”，比方说0xAAFD、0xAAFE、0xAAFF值的PWM输出还是有序、平滑的，到了0xAB00就突然偏差了几个字


2、PWM驱动器的内阻应该尽量低，避免因为驱动器的高低电平驱动能力有区别而导致线性失真，尤其是高8位PWM，我的做法是使用74HC04反相器多门并联驱动。

现在主要结构已经想的差不多了，下一步就是完善详细参数。以下就是当时写的参数表，直接贴上来算了


【检流电阻】
单个电阻阻值：10mR
电阻并联数量：5
等效总阻值：2mR
最大总电流：50A
电阻最大压降：100mv


【差分电流放大】
输入失调电压：0.15mv
放大倍数：49
放大后的失调电压：7.35mv
最大差分输入电压：0.1v（放大后为4.9v）
最佳输出偏置电压：+50mv（容许范围：+30mv ~ +70mv）


【单片机ADC】
基准电压：5v
最大分辨率范围：10位（1024级）
使用的分辨率范围：1000/1024（4.8828125v）
最小电压分辨率：4.8828125mv（48.828125ma电流）


【PWM DAC】
基准电压：5v
数字分辨率：16位（65536级，最小步进76.3uV）
低8位电阻值：2.56M欧
高8位电阻值：10K欧
线性精度：优于千分之一（误差小于5mv）
高8位PWM输出内阻：小于10欧（两片74HC04，共12个门并联）
RC滤波结构：10K + 22nF + (4 * (1K + 22nF))
滤波后总内阻：14K（带载3nA 偏移42uV）
纹波：小于20uV
最大响应时间：15mS（误差值达到1个字以内）


【在PWM DAC基础上的逐次逼近型ADC】
最大转换时间：15mS * 16位 = 240mS
采样限流电阻：1K
采样保持电容：10uF
采样保持时间：3nA负载，250mS偏离量小于74uV
采样最大充电时间：113mS（误差值达到1个字以内）



PS：上表中的“带载3nA”是指OP07运放的输入电流

关于琢磨具体电路，此处省略一万字..........

电路图什么的考虑到可能还不成熟，可能有BUG，还需要长时间调试、修改，暂时还是先不贴出来误人子弟，直接上制作照片吧。。

PCB是直接从Protel 99 SE画的，没有电路图纸。


画好之后激光打印、热转印机，出来实物了








上大电炉，55V5A持续加热腐蚀PCB。
话说各位不知道有没有觉得这个电源很眼熟？
48V50A怪兽功率超小体积超高效率，不要799，也不用399，只要179即可拥有，还能改调流(0-50A)调压(40-60V)，型号ZXD2400





腐蚀完毕，左为主控板，右为终端板

引用 1176764177:
这个电源应该可以改0-60v

改是可以改，就是网上有很多人说，电压低的时候拉满50A电流很容易炸机。。低压的时候不敢上高电流

引用 1176764177:
我这正憋着做数控的纯线性电源
准备是运放做电压电流环然后用mcu的dac做ref你用过stm32的dac么电压稳定度如何需不需要做一个电压输出器或者rc滤波

不建议使用MCU参与电流控制，速度慢，对负载很不利，尤其是实验级电源，一不小心短路啥的来不及关断。除非用来做LED灯调光啥的大老粗负载倒可以。建议只使用MUC的PWM来做可调稳压基准，电流控制环路采用运放控制

做终端板，焊好元件，找个铝条涂上导热胶贴上，用弹簧丝夹几小时晾干






搞个铜片堆上导热胶给电阻散热，降低热漂移，再夹上弹簧丝

引用 baiwenglong:
后排听故事。。。
功率管用75NF75之类的就差不多吧，很便宜，多并联几个，耐压电流都达标，烧坏了也不会很心疼
不过用IRF2907之类的暴力牛管的话也可以吧，两个并联估计就差不多了，这样电路能简单点，没有均流的一些问题。。散热貌似不太...

我喜欢STM8的单线调试，体积小IO多，性能够用也没必要搞STM32，做小板子也容易，我经常会做点小板子藏进电源适配器里控制恒流输出，然后驱动LED大灯。STM8的工作电压也宽，适用范围也广

至于上位机软件，还是别太期待，我是实用主义，直接用C语言控制台来控制，懒得写界面了。说不定以后蛋疼了也会做做界面。。。

至于显示和控制嘛，由于我的电脑离的很近，就直接用电脑控制了，鼠标键盘用起来也比编码器啥的方便吧，也懒得写MCU的屏幕、按键驱动代码了

然后该搞主控板了，第一个目标就是MCU的串口通讯功能。

为了设备与电脑的安全与稳定，串口通讯采用光耦隔离设计，然后，问题就来了。。。



最先，是使用这种电路，结果在传输的时候，收到的数据总是错的。。。用示波器一看，我的乖乖~~~~~波形都成了这样了







问题就是光耦的截止速度太慢了，开通速度倒是凑合。然后我就加了一组光耦，做成推挽的，于是问题解决















光耦没地儿放了，只能叠双层再飞线



.

调好串口了，然后继续焊接其他零件，飞线连接PWM相关的功能模块





趁着这个照片角度这么正，顺便也介绍一下各个IC的作用吧






PS：板子上那两根超粗的线路就是5V基准电压，为了低压降，并且板子有空间，我都尽量铺粗线路了，哪怕电流只有几毫安。。。虽说有些蛋疼，这大概就是强迫症了吧[s:30]



PPS：板子上所有的地线都是相通的，电源线都不一定通，需要飞线，还有很多信号线都要飞

开始测试PWM


先是从0开始，万能表打到200mV档，显示000.0mV。电脑上控制PWM一个字一个字地往上加，表显示的末位数也跟着一个个加，每隔几个字停顿一次，微电压控制非常精细，完全秒杀三位半的VC890万用表，表的精度不够用了。。。


然后就是测试“越级失真”了
先设定PWM为0x00FF，表显示19.3和19.4跳来跳去
再设定0x0100，表显示定在了19.4
再设定0x0101，表显示19.5了，效果很不错，看不出来有“越级失真”，简直堪称完美。


再测试一下200mV左右的越级失真，根据计算，PWM应该为0x0A00左右
先设定0x09FF，表显示195.1和195.2跳来跳去
设定0x0A00，表显示195.2
设定0x0A01，表显示195.3，精度依然完美，看来那一对高低位PWM电阻精度很不错，匹配的很好


再高的已经没法测了，高档位精度不够了

下一步就是连接主控板的所有功能模块了，继续飞线，飞线，飞、飞、飞。。。。然后嘛


我了个去，飞不动了，线太杂乱，很多焊点都被遮住了，万一还要改个电阻啥的怎么办？


郁闷了一阵子，然后就是拆线，拆、拆、拆......找来一些网线，剥开取单股铜线，走高架线

信号线就飞好了，然后是电源线，正面太挤了，就从背面飞吧。

找来个小钻头，手动拧着钻洞洞



一不小心手一抖，钻头断了.....

默哀5秒，默默拿出钻头盒，从9根备用钻头中取出一根，继续开工




钻好了之后就接线，白线是-5V，蓝线是12V

下一步，该找主控板的盒子了，一顿翻找垃圾堆，找到一个铝制电源盒，看着挺合适的


一顿加工之后，成了这样





再把主控板裁小，放上去，恩，简直是天作之合






这个电源盒本身还有个铝盖的，当时忘了拍照了，要看成品图只能等后面的帖子了



铝壳本身导热性能就非常好，不但检流电阻得到了较好的散热，主控板放在里面也有较好的抗电磁干扰效果

然后就是散热系统了

图中的那个管子只是个13007，是用于演示效果的

引用 1176764177:
你太浪费了这是钨钢的钻头很脆用手纯粹是浪费啊。。
至少也得是台钻啊

钻头是淘宝上的翻新钻头，一块钱左右一根也挺好用，不可惜了。。
我也没有台钻，顶多就是个手电钻，钻很重，难度更高，所以还是用手来了，而且精度也容易控制，PCB很软也易钻

然后，到了喜闻乐见的找管子环节


跑到附近的电动车专卖店，一番交涉，最终以10块钱一个的价格买了一麻包袋的坏电动车控制器
（这简直是高兴死我了，控制器里全是一堆好几十伏、好几十安的MOS管，以后不愁没管子用了[s:20]）


从中挑选出一个电流最大的控制器，拆开一看，满满一排的大功率MOS管，型号都是RU75N08R，75V80A 8毫欧 280W等的馋人参数

装上管子、双风扇，用锡纸围好风道，气流的方向是四周吸入再向上喷出


风扇测试运行中.........




搞好散热器，然后是做支架。


看了下手边有的木头材料，一顿比划、思考，做成了这样。


上层是可拆卸的，下层与四条腿是固定的，下层用来放主控盒与电源等

散热器系统就绪，下面就是连接终端恒流板了




接线端子焊接中.......





接线完毕，准备测试拉负载了。


给终端板供上12V，找个10K电位器，电位器1脚接地，2脚做恒流控制信号接入终端板、3脚接12V。





电位器旋到最低，电源设定到12V1A，把MOS负载线一接.....
电压直接被拉到了零点几V，一番检查发现有一个MOS是坏的，换掉，继续测试。


再次接上负载线，显示0电流，OK。
慢慢调大电位器，电流逐渐上升到0.87A




此时去测试所有MOS的G极，均为3.7v-3.9V，每个管子都有工作，OK。


把电源的电流放宽到5A，慢慢调大电位器，控制它停到4.8A附近






此时拿出我的直流钳表，测量各路MOS管的电流，都在0.7A-1.0A范围内，达到预期目标






测试一番之后，散热器温度已经开始烫手了，给风扇接上12V，十几秒就凉下来了，散热效果不错

下一步，连接主控板


线简直是太杂乱了，焊接难度相当高，尤其是大电流线粗又硬在那挡着，拨开他们的时候总怕把PCB铜箔给掀了......






顺带一提，上图中间黑黑的那个东西是HKS05003降压模块，输入12V用它来产生-5V






接好了主控板，连上USB串口、ST-Link，开始写MCU程序了

引用 baiwenglong:
钻头这么用确实有点浪费的。。这钻头大概是雕刻机之类的数控机器上的钻头。。
起码要用台钻吧。。很脆用手钻很容易断掉啊。。而且转速低了不好用的。。。
其实75N08这种管子真心算不上什么强管。。。就是电动车控制器用的便宜管子而已。。参数不算...

管子嘛，我也不求很NB，够用就行。。电动车控制器的管子性能也还算可以了，平时无论做什么东西都够强大了，也容易入手。


搞那么大强大的管子，散热器也未必跟得上呀，平时DIY最常用就是铝散热器了，一个破铝要把热量传导那么远再散出去也是比较不实用的~~


然后，谢谢你推荐贴子给我，我会收藏起来，不过也没什么时间研究就是了。我平时工作也算忙的，就是我这个电子负载现在都还处于半烂尾状态，程序都没完善，只是勉强能用、能测电池这样简单的功能。。


其实，我做的这个电子负载也没什么高深的技术，也只是凭着自己的性子乱做而已，最终能做到的精度也只有10ma左右（OP07运放漂的），读数跳动2ma/每秒采样2次（OP07运放速度太慢了）

引用 1211:
具体理论依据不能省啊，这个帖子再补充点理论分析就可以加学分了。

理论依据啊.....我这个电路结构都是基础的不能再基础的东西，感觉都没什么说的啊。。。
而且最终的精度与使用效果也有些不尽人意的地方，这样都还要我解析原理的话我感觉很不好意思啊，干脆还是当作一个图帖来发好了[s:55]

引用 GB913759593:
为什么钳表能测直流电？？？？

恩？哈哈这个是交直流钳表，型号UT203，是用霍尔来测量电流的

好了现在继续更新，现在要搞的就是MCU程序了


使用的编程软件是IAR for STM8





设定一下选项字节AFR0
因为STM8在默认情况下，PC5、PC6、PC7三只脚是用作SPI功能的，这样的话我的PWM路数就不够用了（我一共要用6路PWM），设置这个选项字节之后这三只脚就可以用做定时器PWM输出了

给STM8编程，第一个任务就是搞定电压ADC了


STM8自带的ADC先不管，直接搞高精度的PWM-ADC


这是简化的PWM-ADC结构图







至于算法，我采用的是逐次逼近型ADC方法，具体举例如下：


先接通光耦260ms，把被测电压存到电容里，断开光耦，开始ADC。


MCU先PWM输出0-65536的中间值32768，延时15ms等待PWM滤波稳定，运放比较两个电压，如果32768比被测电压小，那么PWM要继续加大
PWM重新调整到32768-65536的中间值49152，等15ms，再读取比较结果，这次PWM偏高了，下次要减小
PWM再调整到32768-49152的中间值40960，等15ms，再读取比较结果.................


如此重复16次，逐渐缩小PWM范围，最终就能逼近到最后一位数，PWM就和被测电压相等了，总过程500ms


然后跳到第一步，开始新一轮ADC






理论说的挺好听，到了实际电路实验的时候，恩，遇到麻烦了

啊，突然饿了，今天就先到这了，我去逛小吃街了，哈哈哈

引用 yanjian:
晕，
你还自己折腾一ADC出来！
要考虑你那个PWM DAC建立时间啊
我倒是有个建议，先用STM8S的ADC采集数据，然后在结果附近使用你的外置ADC来精确测量。

PWM DAC建立时间已经用仿真软件模拟过了，从0v跳变到5v，15MS就能达到1个字误差内了，所以采用15MS延时足够了。
至于你的建议，我最终就是这样处理了

引用 yanjian:
其实简单点，你直接考虑用单片机自带的ADC多次采样求平均值算了。
考虑用自带12位ADC的单片机，或者直接用外置16位ADC得了

自带ADC尝试过了，精度与稳定性不达标，详情可以关注后续贴子。
用高精度外置ADC芯片？这个在最初设计的时候考虑过了，不采用的原因有几点：
1、16位ADC芯片卖家少，我最爱的【着迷zheng】店里没的卖，所以懒得跨店购买了
2、基准电压采用的是最常见的TL431，因为本身性能不咋的，用16位ADC芯片感觉会浪费
3、运放采用OP07，性能感觉也配不上16位ADC芯片
4、16位ADC芯片有点小贵，一般卖20再+10邮费，自己的电路设计经验还少，不敢贸然采用，免的浪费



当时我也对自己的高精度PWM很有信心，想着OP07也只是当个电压比较器而已，有静态偏差的话大不了校正好就是了


后来上实际电路测试，PWM确实能达到精度要求，就是在OP07上栽了跟头，这是没预想到的，详情可以关注后续帖子

好了继续更帖，PWM-ADC的调试


最初的ADC算法是 15ms的PWM延时 x 16次对折逼近 ，电压输入端口直接短接为0v，最终读数640多，7个字的读数抖动范围，这稳定性真惨。。。


为什么会这样？想不通。
尝试在16次对折逼近之后 再增加2次PWM微调逼近，也就是说在最后时刻再读取两次OP07的电压比较结果，每次微调PWM增或减一个数字。


这样优化之后，抖动范围降低到了4个字。嘿嘿有效果哎？
继续增加PWM的微调次数到4次，抖动范围还是4个字.....什么情况？增加到6次微调，也还是4个字......


遇到瓶颈了，又想不通了。折腾了一整天，尝试了各种方法，毫无收获。


然后怒接示波器，一看OP07的输出波形，真相大白。。
（此图中的电压刻度乘以10才是实际值，测量点是OP07输出电阻之后的电压，也就是74HC14的输入端，被自动钳位在-0.6到5.6v之间）




OP07的输出跳变速度有快有慢，ADC过程刚开始的时候，电压区别大的时候，跳变快；到后面PWM电压越来越接近，就越来越慢了。
最慢的跳变时间都超过了20ms，都比我的PWM建立时间15ms还要慢了，只延时15ms就读OP07原来是太急了呀。


继续深入研究跳变时间，控制PWM电压在被测电压的一两个字附近调整，跳变时间居然超过了40ms.......你让我情何以堪？这么慢还怎么做ADC末位的高精度？只能是降标使用咯~~~
（此图中的电压刻度乘以10才是实际值，测量点是OP07的输出脚）













最终，为了改善PWM-ADC精度，ADC算法调整为：
在采样电容充电期间，先用STM8自带的10位ADC来预先测量电压的大概值（64次采样再求平均值）
得到低精度的内置ADC结果，保守取其8位精度，在目标电压的附近，再用PWM-ADC来进一步ADC（15ms x 8次逼近 + 60ms x 2次微调）
ADC速度为每秒2次，最终得到了抖动2个字的结果，至此，不折腾了

见OP07这寒碜的性能，突然想了解一下STM8自带的10位ADC到底有着什么样的水准，经过一番测试，得出了下面的图表


下图的Y轴数值是ADC结果的相对抖动范围，X轴是采样次数，每秒采样2次。


内置ADC是64次采样结果相加，合成的16位结果
PWM-ADC直接是输出的16位结果
电压测试来源是一个12V电瓶，电池放电是用一个220V灯泡当放电负载，所以电压下降比较慢

ADC程序写好了，然后就是做上位机软件了。


之前测试ADC读数的时候就已经开始做上位机软件了，只是功能还没完善，只能显示ADC数值，电压还是不知道的。
现在就要给它加上电压显示功能了，为了方便，ADC->电压转换的功能直接交给上位机了，因为以后可能还要频繁调校。


把软件电压表简单调校一下之后（只做单段量程校准），就开始测试电压ADC的精度了。无需多言直接上图

引用 hackerboygn:
出2个坏电动车控制器给我吧，我也跟着玩，感觉还是TO220的封装好固定一些

找零件不用非要找我呀，淘宝上3毛钱一个，大把的有

引用 a941960336:
请问楼主，在MCU附近的 595 是起什么作用的呢？

有几个作用
1、扩展多个输出接口。与MCU接3根线，就能获得8个输出接口。
2、增强输出接口的负载力。MCU的电源是经过一个电阻从12V拿来的，总电流只有15MA，除去MCU、PWM的电流消耗，只剩几MA可用了。而595的电源是通过7805稳压下来的，负载力较强。
3、分隔模拟、数字电源。MCU的电源是TL431，电流小，精度好；595的电源是7805，精度差，电流大，专门用于对精度不重要的外设驱动。

出差了几天又忙了几天，现在继续更新


电压ADC搞好了，该搞电流ADC了。
因为这俩ADC的电路结构是一样的，所以只要把代码复制粘帖，再改改变量名就搞定了


对了，趁现在介绍一下MCU程序的结构，方便进一步说明细节


如图所示，MCU程序采用定时轮询的运行方式，优点是扩展方便、多任务处理性能好、实时性较好
程序固定每秒循环8192圈，算下来每一圈都有1953个CPU周期可以使用，也就是说每个循环都必须要在1953个CPU周期内处理完所有事情，若处理超时的话会影响到下一个循环的时间，严重的话会影响整个系统的稳定性。
所以在这次搞电流ADC的时候，我就把电流ADC与电压ADC的操作时间错开了，尽量避免多个任务扎堆在同一个循环里处理。
为了系统稳定性，我也在每个循环的末尾增加了超时检测，一旦发现循环超时就向电脑发出CPU过载警告，好及时修正程序，避免酿成大BUG。

写好电流ADC程序之后，直接开始测试，与电压ADC一样都是2个字的跳动范围，初步感觉运行良好。


串上万用表，开始校准。由于我的实验电源只有5A，所以就以4.9A为准，进行单段校准。


校准好了，设定几个电流值试试看。





















貌似，还行的样子

引用 q872529868:
我按你这个焊出来的电路为什么波纹有10+MV，你这个电路用示波器测过波纹，还是只是模拟过。

我没有实测过，直接模拟的。这么简单的电路不可能模拟出错的，每过一级电容的纹波都会下降很多，5级就超级纯净了，只要电路处理好就包有好效果。但是为了以防万一，刚才我就拿示波器测试了，外界干扰都盖过了纹波，一点都看不出滤波不干净，测试第一级电容有几十mv，第二级电容几mv，后面都看不出了。

你说的10+MV肯定是电路没处理好，或者引入了干扰波。应该注意下地线的布局，还有注意下负载能力，这个RC滤波出来建议直接送入运放一比一跟随放大再使用，以保证最高精度。

引用 3DA502:
用两路高速的8bit分辨率的 PWM，滤波产生两路参考电压，然后把这两路电压通过运算放大器按1:256相加，这样可以做出比较精确的16bit分辨率，LZ那样直接混合PWM的方法是非线性的，输出值和PWM数字不是线性对应的

滤波的临界点...

对于你说的非线性问题我持反对意见，我先是电脑模拟过，各种占空比都尝试过，输出的电压是完全线性的。
做出实物后，也用万用表测试了多个电压，线性度也是无可挑剔。
能够影响线性度的因素也就只有输出门的内阻与电阻精度了，所以我用了10门并联输出，理论上线性精度能够压制到千分之一了。

至于，你说的运放混合方式，我倒是觉得运放的线性度也不咋的，存在着零点漂移、增益范围等等的因素，还是喜欢一切从简，暴力堆门，肯定没副作用。。。

引用 novakon:
楼主这么神的帖子，我今天才看到，实在是罪过。
班门弄斧一下。


1. 内置ADC和PWM互相影响的问题
STM8输出PWM的时候，即便外部负载很小，但端口本身仍为pF级别负载。如果您使用的STM8是单组电源脚的最便宜型号，ADC...

终于遇到一个有深度的回帖了，幸会幸会！

回复一下你说的一些问题

1、端口pF级电容，还是你想的周到。我虽然知道有这个电容，但是电容太小我都给忽略了。但是重新想想，端口跳变速度这么高，产生的尖刺干扰也挺可观的了，况且STM8的一个PWM口还并接了10个输入门。


2、我只会C++了，平时时间少，也懒得再学了，C++小巧轻便无需运行库，以前也经常写小程序小玩具发上贴吧分享，倒也喜欢C++。


3、电阻全是1%的。


4、这个项目对于RC速度要求不大，但是当时我考虑了OP07的输入端会有3nA(Max)的拉电流，为了达到1LSB的负载偏离度，所以尽量减小了PWM内阻。


5、光耦是手头有的，懒得买而已，大量料板随便拆。


6、FIR滤波？对于这玩意我一点不懂，刚才也看了好一会百度，依然费解，全是专业名词，先作罢。难道使用了FIR这玩意就能让10位ADC达到16位有效精度？能秒杀多次采样再取平均的方法？要是真的话就太碉堡了，必须学习！

引用 XXXXX:
我也挺想做一个电子负载，手上也有元件，只可惜....不会数电

数电是非常有用的，如果数电模电两手抓，真是快活过神仙，做出来的东西就算是为自己服务都太值了！

引用 航模发烧友:
我是不太明白这些大功率管的腿那么细，怎么过那么大的电流？

电流照样过，顶多就是发热很大，但是热量会传给散热器。如果是电线，架在空中自然散热，估计得着火，但是未必要融化

引用 novakon:
1%电阻，分压不准，有条件建议用0.1%，或者用高位表筛选电阻阻值。
FIR我讲过头了，准确的说是FIR形式的低通滤波器。技术资料还是不要看百度了，多上谷歌，多看维基百科比较好。
简单的讲，楼主用10bitADC连续采样64次叠加，得到...

滤波效果好是好，但是最终的精度还是受制于STM8的ADC呀，STM8手册写了ADC本身就几个LSB的精度。

所以我就想另做一个高精度的ADC，理想很美好，当然，说不定在无意中把精度做成垃圾也不奇怪，业余条件也就没办法检验它的精度了。

出了点问题，来更新下帖子。

这个电子负载平时测试5V40A是一点事情都没有，这几天想测试48V电动车电池的容量，开1A没事，一开10A就秒炸一只MOS，并且也把这一路的检流电阻烧断了，我串接的15A玻璃保险丝倒是屁事没有？管子都穿了也不烧保险。。

一开始我以为是环路震荡了，改了电路，减慢了运放加强负反馈电容，示波器看很稳定，再次试机48V，1A没事，开2A又秒炸，检流电阻着火了，15A保险丝还是屁事没有，艹，什么破保险丝。

现在我开始怀疑是管子的耗散功率曲线有问题，查看手册，从1V到最高75V都是可以跑175W功率的，曲线不衰减；但是我去找个进口IRF3205的手册做参考对比，发现人家3205在1V时才有最大170W功率，到了最高55V就只有30来W了，降额幅度还真大！我这国产山寨管子牛B吹大了？

我重新选择了MOS管，翻了许多DIY电子负载的帖子，对比了多款MOS的参数，包括IRFPS3810（580W）、IRFP4368PBF（520W）、IRFP250（180W）等等，发现还是IRFP250比较可以，功率是实打实的，其他管子的功率很多是虚的，一上高压就萎了，还发现了IRFP250N（注意多了个N字尾）倒是个废柴，一字之差竟有如此大的性能区别，下面来解说一下。


先来看IR品牌的IRFP250，参数为：200V、33A、0.085欧、180W。

大家看DC的那条线，DC的意思是持续能承受的功率，例如10ms就是短时间10毫秒的瞬间能承受的功率。
可以看到，最高电压200V的时候，能有0.9A，耗散功率就是实打实180W，全程不降额（当然现实情况是不可能用满的，散热性能会限制这个功率）







再看IR品牌的IRFP250N（注意多了个N字尾），参数为：200V、30A、0.075欧、214W。
乍一看好像比上面的牛B多了，来看看功率曲线。

没有标出DC曲线，最多只有10ms的曲线。
没关系，咱用这个10ms曲线与上面的10ms曲线来参考对比一下。
IRFP250N：最高电压200V * 1.5A = 300W，最高电流4.5V * 60A = 270W
IRFP250：最高电压200V * 3A = 600W，最高电流7.5V * 80A = 600W
可以看出，功率明显萎了很多，是不是不好意思画出DC线了？所以我猜，这个N字尾是针对开关电源优化设计的管子，功率耐量小，内阻更低，工艺成本更低。






再看IR品牌的IRFPS3810，参数为：100V、170A、0.009欧、580W。乍一看参数牛B爆了。


看曲线图，依然没有DC线，只能用10ms线做参考。
最高电压100V * 4.5A = 450W，最高电流3V * 300A = 900W
可以看出，低压的时候很牛B，一上到高压就功率折半，高压的瞬间功率耐量居然比标称功率580W还低，降额严重。
从推测上来说，如果低压时能持续耗散580W功率，那么到最高压折半到290W吧？但我依然不放心，10ms曲线到末尾100V的时候开始出现一了个下滑，鬼知道DC线能滑成什么样？我宁愿老老实实用IRFP250。






再看IR品牌的IRFP4368PbF，参数为：75V、350A、0.00146欧、520W。这电流、内阻参数吓坏我了。


这个有DC线，直接看DC线就行了。最高电压15V * 1A = 15W，最高电流1V * 400A = 400W
我没看错吧？号称520W的管子就只能用到15V？还只有15W？工作电压一超过5V就迅速尿崩到渣也不剩，这参数对电子负载来说已经是垃圾到爆了。





【总结】
研究了这么多管子，发现了一些规律：
1、越是低内阻的管子，就越不能上高压吃功率。现在的MOS管基本上都是“HEXFET”型的，通俗的说就是一个大电流MOS里面是用无数个小MOS密麻排列并联而成的，所以我有个猜想，低内阻设计的MOS，都是使劲“堆细胞”，细胞堆的越多，一致性就越难控制，低压大电流没什么，但是上高压了，就很容易出现电流不平衡，只要有一个细胞过流损坏，整只管子就废了。
2、型号后面带后缀字符的，基本都功率缩水，是针对开关电源优化设计的。




所以，回到此帖主题，我已经下单了IRFP250，等到货装机测试。
另外为了避免再烧检流电阻，我也专门订购了几米1.5MM康铜丝，用这玩意检流肯定皮实，爱用几欧就剪多长，我就不信干不过你个破保险丝。
终端恒流小板要重新设计，旧的板子烧个检流电阻都没法换，已经用导热胶封死了

重新做了终端恒流控制板，用1.5MM康铜丝，我看你还敢不敢烧断？
康铜丝检流长度3.8cm，电阻大约10毫欧。

康铜丝下面填充导热胶，一帮助散热降低温漂，二帮助固定（预防热胀冷缩扯脱PCB铜箔）。



校准后开始测试，接上48V电池，串个15A保险丝，从1A开始一直到10A慢慢加，正常运行。
10A时为46V，总功率460W，平均每个管吃92W功率，气温18度，最热的MOS管表面98度，散热器最热位置52度，出风大约40度。


现在来计算下功率裕量，单管最大功率180W，最高结温150，热阻0.7K/W，导热硅脂热阻取0.2K/W计算。
如果让一个管子吃100W，就是【150度-100瓦*(0.7+0.2)=60度】，也就是说散热器要在60度以下才安全，我的散热器冬天都52度了，夏天估计要超标，所以如果不改进散热的话，负载总功率应该控制在400W以下才安全。


至此，高压大功率的问题总算是解决了。

好久没更新了，这个电子负载依然烂尾，凑合使用中。。。

但是今天有个偶然的机会，用锤子砸开了IRFP250和IRFP250N看看对比，发现了带N和不带N的更直观区别，特地来补个照片





可以发现带N字的管芯更小，做电子负载还是不带N的更合适