外观
二、电路原理
1 主控电路
使用立创天空星-STM32F407VET6开发板作为主控模块,对芯片引脚进行分配,在项目设计之初,不建议大家直接就分配引脚,仅确定供电即可,此处的AGND不用连接,否则电源干扰GND直接连接开发板内部AGND会导致噪声污染,其余功能引脚应该是等项目板子位置固定后,根据器件摆放位置进行引脚分配,其中SPI的时钟线(SPI_SCL)、数据线(SPI_SDA)使用硬件SPI,需要注意数据手册引脚功能描述,DAC输出、电流检测(I_ADC)、电压检测(V_ADC)也是如此。其余普通引脚仅使用GPIO功能,可随意分布。
2 供电&诱骗电路
使用16PinTypeC接口进行电源供电,加入5.1KCC引脚下拉电阻支持CtoC线材。使用CH224K电源诱骗芯片支持诱骗9V/12V/15V/20V电压,该芯片可通过CFG1、CFG2、CFG3对诱骗电压进行设置,默认加入10K下拉电阻诱骗出9V,后续三个引脚连接到GPIO,可通过编程改变诱骗电压。CH224K芯片数据手册。
3 固定5V输出电路
使用TPS5430-DCDC降压芯片,设置固定输出5V电压,该芯片支持5.5V~36V输入电压,此处输入电源为9~20V,满足需求。电路器件基本与芯片数据手册保持一致。
4 可调输出电路
使用TPS5430-DCDC降压芯片,将芯片VSENSE引脚进行引出与运放输出进行连接,其余器件与固定输出电路基本一致,在输出端口处加入电流采样以及电压采样器件。需注意,对于TPS5430芯片,官方数据手册在输出接口处加入220uf电容,是钽电容,价格较贵,此处使用固态电容进行替代(铝电解电容纹波较大),同时加入10uf、100nf电容进行协同滤波处理。
5 运放调节电路
使用OPA2197精密运放进行调节,该电路由两部分组成,前运放是一个同相比例放大电路,对DAC输入电压进行放大4倍输出,Uo=Vdac*(1+R2/R9); 后运放是一个差动放大电路,其中,反相输入端连接DAC放大输出,同相输入端连接Vout也就是TPS5430输出,运放输出端连接FB引脚,FB引脚内部其实也是一个运放,通过与基准电压为1.221V比较调节输出,正常工作下该电压基本不变,此处为了维持FB引脚电压固定,当调节DAC放大输出时,芯片会自动调节Vout输出以维持FB引脚。在引脚处加入D1二极管是起到钳位作用,该引脚不可超过3V电压,否则会损坏芯片。
6 输出电路
使用3个2*3Pin排针接口对固定5V输出、可调输出、GND进行引出,方便后续拓展使用,在对应接口处加入TVS管防止静电损坏芯片。
7 屏幕&按键电路
使用1.8寸TFT屏幕模块进行数据显示,加入两个4.5*4.5的功能按键以支持电源设置。