可编程电流表-立创商城

首页 > 应用与分享 > 可编程电流表

可编程电流表
2023-09-22 16:29:42 阅读量：4776

本文作者：立创开源硬件平台 OSHWHub 用户@YuToo ，禁止商用，未经许可禁止转载，点击查看原文章

1.项目说明

这是一个TYPE-A转TYPE-A的可编程电流表！

①可设置20mA-3A的可编程电流，连续可调，触发周期可调，响应快；

②小幅度波动容忍度可调；

③支持5-35V的快充供电，可以作为快充中间件；

④大电流极速响应，当瞬时电流超过设定值的1.2倍时，会立即断开后级电路；

⑤可以实时提示限流值的情况，实时查看供电电压及电流的情况；

⑥提供源代码，优化改进更容易。这里下文会有详细说明。

先分享一下电流表的设计原理。

2.设计原理

因本次主要是要实现一个可编程电流表。

首先是电流的显示；

其二是要可编程的电流保护功能。

这个要求不复杂，但考虑到是做为充电器的中间件，后期可能会有QC，出现比较高的电压，就需要支持宽电压供电，所以这里使用了DC-DC降压电路，供电电压范围可以达到5-20V。

使用了二级稳压，DC-DC先降压到5V，再进一步通过LDO将5V降到3.3V，这样能很好的提高MCU供电电压的稳定，以此获得更平滑的供电，也能提高ADC采样的稳定性。

下面讲解比较主要的7部分电路：

0 1. 供电电路

电流表直接由USB供电。

使用DC-DC降压芯“ JW5015A”将输入电压降到5V，再使用LDO SK6014稳压到3.3V，之间使用了一个可恢复保险丝和ESD进行后级保护。

实测这款DC-DC降压芯片，在输入电压为5.12V时，测量5V输出能达到5.08V，几乎没有压降，在整个供电范围内，输出电压也非常的稳定。

误差值可能与FB反馈端精度有关。

0 2. 输出控制及电流采样电路电路

输出控制使用了微硕的PMOS WSD30L20DN。这款PMOS最高支持30V的电压及20A的电流，DFN 3*3封装。

工作原理简单分析：

PMOS是低电平导通，初始上电时，由R3给Q2 G极施加高电平，Q2默认截止。

当需要打开时，由VBUS_CTRL输入高电平，使Q1导通，将Q2 G极电压拉低，Q2打开，给后级供电，实现了整个开关过程。

因Q2的Vgs电压为20V，为了保护MOS管，所以做了分压，防止Vgs电压过高而损坏MOS管。

电流采样使用的是INA180A3，。

我理解的就是放大100倍，起到将小电压放大的作用，方便于我们采样，以提高采样精度。

采样输出端也使用了一个3.3V ESD，防止芯片串入高压损坏MCU。

03. USB电压采样

电压采样尽量使用0.1%精度的电阻，以便提高采样精度。

04. 显示电路

LCD ST7735S 1.14寸屏显示电路：

这里使用的是1.14寸的屏，8脚插接屏，分辨率 160*80。

此处对背光加了额外电路，可以使用PWM来控制亮度。

05. 按键电路

这里使用了两个按键和一个拨轮编码器。

这个按键是软硅胶按键，手感比较好。

编码器使用的是EC12B的拨轮编码器，仅4元。

把按键单独拿出来说的原因是：按键并联的硬件防抖电容大家不要省！这个防抖能起非常好的作用，别觉得没用就不焊了啊。

06. 无源蜂鸣器驱动电路

蜂鸣器要买无源的，因为这里使用PWM驱动发声。

07. 主控电路

主控使用的是国民技术的 N32G430C8L7，Flash 64K，SRAM 16K。

图片立创商城可以买到，国产芯片中也算是价廉物美了。

3.软件说明

本章节主要说明——开发环境、ADC采样、毫秒定时器。这三个部分。

01. 开发环境

软件使用Keil 5.36开发。

N32G430C8L7 SDK版本使用的是1.1.0。

02. ADC 采样

这里使用了DMA方式进行ADC采样。

减少了MCU的参与，速度快效率高。

这里采样了3个通道，分别是：

电压
电流
内置的温度采样

不过温度并没有使用。

采样使用了16倍过采样，减小了ADC采样的漂移，提高了采样的精度，不好的地方就是延长了采样时间。

上面是DMA采样传输完成后的中断。

每次采样完一组数据后就会进入中断，这样我们就能做一些数据处理。

关于限流保护，也是放在这里进行处理的，这样能够优先进行响应，响应速度快，及时保护后级电路的安全。

03. 毫秒定时器
高精度的时间在程序设计中非常的重要！

不要想着滴答定时器，一个是精度不高，二呢就是会消耗MCU的时间，会浪费大量的MCU资源。

本程序中，毫秒定时器几乎参与到了所有模块中，特别的重要。

时间定时器就是一个时间计数功能，使用基础定时器TIM6就能满足要求。

在“定时器更新中断”中，除了做时间计数外，还做了更多功能：

①N32G430串口没有空闲中断，因此自己实现了空闲中断，以便串口的不定长接收功能；

②自动进行蜂鸣器的响铃停止功能，做了一个时间计录标记，当达到指定的时间后自动停止，这样就不需要额外编写检查程序了；

③在进入限流保护后，处理不同声音，不需要再使用Delay延时等待。

更多详情及附件，可从原工程查看。

本文作者：立创开源硬件平台 OSHWHub 用户@ YuToo，禁止商用，未经许可禁止转载

　|　 DIY 　|　电流表

上一篇：花300元做了个紫外线灯下一篇： GPT语音对话猫猫(ChatMeow)

分享到：

TPS5430DDAR/DC-DC电源芯片		1.1
DS18B20+/温度传感器		4.39
W25Q128JVSIQ/NOR FLASH		2.1
ADUM1201ARZ-RL7/数字隔离器		4.91
ADUM1201BRZ-RL7/数字隔离器		4.75
STM32F103C8T6/单片机(MCU/MPU/SOC)		4.23
STM32F103RCT6/单片机(MCU/MPU/SOC)		7.04
STM32F103VCT6/单片机(MCU/MPU/SOC)		7.8
STM32F103CBT6/单片机(MCU/MPU/SOC)		5.82
ULN2003ADR/达林顿晶体管阵列		0.3796

面板定制	MRO工业品	嘉立创社区	立创ERP	嘉立创FPC	立创电子设计大赛	立创开源硬件	Global Website LCSC
中信华PCB

可编程电流表

海量现货

闪电发货

严控渠道

降低成本

提示

提示

成功提示

失败提示

在线客服热线

服务时间

服务投诉

紧急问题投诉电话:

18826549599

对常规通道处理结果不满意

请在此扫码