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基于STM32G0电子负载电池容量测试仪(开源)

电子负载作为电子工程师经常使用的一款仪器,测试电源,电池容量等会经常用到。

今天给大家开源一个我DIY的电子负载。

先说下具体参数和技术细节吧:

一、电子负载最大电压100V,电流20A,最大功率150W

二、硬件支持恒流和恒压双闭环设计,负载支持恒压负载。恒流负载,恒阻负载,恒功率负载。

三、可以拓展支持电池直流内阻测试,太阳能电池板功率曲线测试。

四、主MCU采用STM32G0设计,32位MCU,64M主频,12位ADC,多路定时器。这是一款ST比较新的MCU,后面一段时间可能成为低成本32位机主流。可以学习下。

五、模拟量采集采用自带ADC,基准量给定采用PWM滤波处理,是一款比较低成本的方案。

六、电子负载采用两个通道设计,可以软件独立设置电流,可以保证功率均衡分布,同时可以兼容小电流的精度和大功率热量。

七、电压采样采用四线制,电压量程采用三段可编程电路设计。保证各个电压段的电压精度。

八、两路NTC实时温度检测,保护模块不过温烧坏,同时有智能风扇控制。

九、4.3寸液晶屏参数显示和设置交互,可以显示多个参数,图标显示等。

原理图的PDF版本,有的小伙伴可能工程里的原理图打不开,可以先看下PDF版本的

ELOAD_150W.pdf

硬件工程文件和调试记录,里面包含硬件整个工程文件,cadence16.6版本。还有制版文件,包含gerber,BOM,和坐标文件。还有一些仿真和调试记录。

硬件工程文件和调试记录.rar

软件工程附件太大上传不了,发了个百度云盘连接

其中包含底层的STM32CubeMX生成软件工程

keil 5.16版本的软件工程文件

USART HMI 串口屏工程文件

链接:https://pan.baidu.com/s/18o5HTSMlbuoeTlkuAS1xSA 提取码:7t2r

全部回复(126)
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三棵树
LV.4
2
2021-11-20 16:43

先看下整体结构

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三棵树
LV.4
3
2021-11-20 16:46

先看下几个电压段的恒压负载精度,勉强还行吧。

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三棵树
LV.4
4
2021-11-20 16:48

在测试两个恒流负载精度,也勉强!

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三棵树
LV.4
5
2021-11-20 16:49

顺便看下开发环境。

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三棵树
LV.4
6
2021-11-20 16:54

180W,超过额定功率20%负载半小时以上, 温度还有余量。

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三棵树
LV.4
7
2021-11-20 16:58

有想DIY的点赞评论留言下,你们的热情是我水帖子最大动力。

这不仅可以学习下电子负载,还可以学习下新的MCU。底层的桉树接口我都写完了,你们可以这我的基础上自己继续搭积木练手。

40层楼开始贴原理图并分析讲解

80层楼开始贴代码并分析讲解

120层楼开源整个工程文件。

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2021-11-20 23:13

谢谢分享,学习,panlinquan@163.com 

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2021-11-21 09:14

基本可以达到商用要求,能增加可变参数调整最好了,感谢分享!since0@163.com

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三棵树
LV.4
10
2021-11-21 18:49

看下动态测试图:

条件:先接好电源,再开启和关闭负载。

这边顺便说下,PWM滤波成模拟量给定基准是有缺陷的,为了满足模拟量的纹波足够小,一般RC滤波常数选PWM周期的10-20倍。这样PWM的分辨率(即模拟量基准的分辨率)和动态速度不能同时最优化,需要做个均衡。

恒流负载启动波形,看下边沿时间大概3ms。没有过冲和震荡还是可以的。

恒流负载关闭波形,边沿时间大概4ms。依旧没有过冲和震荡。

为了满足较高的精度,牺牲了部分动态响应速度,一般低成本方案难以避免的。

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

楼主继续啊

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三棵树
LV.4
12
2021-11-22 20:59

再看下恒流和恒压连续动态负载特性

恒流梯形波动态测试

电压15V,电流1A-4A动态变化。

电源电压未随着电流变化而波动,说明电源恒压动态调节特性还可以。

电流也没有明显震荡和超调,说明电子负载动态特性也行。

恒压梯形波动态测试

恒流1A,电压3V-10V动态变化

电压波形没有明显震荡和超调,说明电子负载动态特性还行

电流波形在电压变化过程中有震荡,说明电源的恒流模式动态调节欠缺。

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三棵树
LV.4
13
2021-11-22 21:00
@panlinquan
谢谢分享,学习,panlinquan@163.com 

等我水完了帖子一起发哈!

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#回复内容已被删除#
14
三棵树
LV.4
15
2021-11-22 21:01
@ruohan
楼主继续啊

每天水一点,争取水的认真细致点!

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2021-11-22 22:12
@三棵树
每天水一点,争取水的认真细致点!

请问下这个驱动卡支持0-2.5V模拟电压输出驱动我电子负载模块吗?

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三棵树
LV.4
17
2021-11-23 21:15
@zhiyiyunmeng
请问下这个驱动卡支持0-2.5V模拟电压输出驱动我电子负载模块吗?

板子上有三个0-3.3V的模拟量信号,但不支持对外输出。

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三棵树
LV.4
18
2021-11-23 21:21

一般电子负载使用都是先连接好电源,再设置参数并启动。

如果先设置好电压电流参数,再硬连接到电子负载上,就存在过冲的风险。

下图为硬连接电流过冲波形,当然反馈调节电路反应慢也是电流过冲的一个重要原因。

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2021-11-24 01:15
@三棵树
一般电子负载使用都是先连接好电源,再设置参数并启动。如果先设置好电压电流参数,再硬连接到电子负载上,就存在过冲的风险。下图为硬连接电流过冲波形,当然反馈调节电路反应慢也是电流过冲的一个重要原因。[图片]

我看你桌上的家伙事眼馋啊 ,争取每天帮你水,早日上120.

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2021-11-24 01:18

跟大佬学电子咯

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

这个正是我刚刚想要的

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2021-11-24 12:13
@三棵树
一般电子负载使用都是先连接好电源,再设置参数并启动。如果先设置好电压电流参数,再硬连接到电子负载上,就存在过冲的风险。下图为硬连接电流过冲波形,当然反馈调节电路反应慢也是电流过冲的一个重要原因。[图片]

这个问题其实可以避免的,加一个硬件输入检测,我就是这么搞的,有了输入检测后,没输入输入电压MOS不会工作

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2021-11-24 13:27

鼓励开源精神,但是不鼓励在这摆架子,

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2021-11-24 15:44

求开源学习463156598@qq.com

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马邦华
LV.1
25
2021-11-24 18:06

感谢开源:mabanghua@163.com

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三棵树
LV.4
26
2021-11-24 19:28
@川理学子
这个问题其实可以避免的,加一个硬件输入检测,我就是这么搞的,有了输入检测后,没输入输入电压MOS不会工作

这个方法不错哦,我之前一直想着从硬件的反馈调节回路来解决这个问题的。这些检测硬件都支持的,只需要修改下代码。

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三棵树
LV.4
27
2021-11-24 19:34
@马邦华
感谢开源:mabanghua@163.com

已经发你邮箱!

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三棵树
LV.4
28
2021-11-24 19:35
@马邦华
感谢开源:mabanghua@163.com

已经发你邮箱!

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三棵树
LV.4
29
2021-11-24 19:36
@天予不取
求开源学习463156598@qq.com

已经发你邮箱!

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三棵树
LV.4
30
2021-11-24 19:36
@dy-6RUcq21N
这个正是我刚刚想要的

已经开放所有文件!

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三棵树
LV.4
31
2021-11-24 19:37
@硬件老搬张
跟大佬学电子咯

已经开放所有文件!

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