資料介紹
電路板圖如下:
描述
ATtiny814 功率分析儀
一、概述
帶有兩個高壓側電壓和電流傳感器的可編程電子恒流假負載,用于自動分析電源、DC/DC 轉換器、穩壓器、電池、充電器、電力消費者等??梢允褂么斜O視器或提供的 python 腳本通過 USB 串行接口控制該設備。數據可以導出到電子表格程序或直接由 Python 腳本進行分析。
二、工作原理
ATtiny814 使用其內部數模轉換器 (DAC) 控制電子假負載。其所有 5 個內部參考電壓均用于獲得 DAC 的最大精度和分辨率。DAC 連接到一個運算放大器,該運算放大器充當一個控制 MOSFET 電阻的單位增益放大器。電壓和電流通過連接到分辨率為 4mV/1mA 的 INA219 的高側 8 mOhm 分流電阻器測量。第二個 INA219 連接到 PWR-IN 和 PWR-OUT 端子之間的另一個 8 mOhm 分流電阻器。功率分析儀通過 USB 連接到 PC 或 RaspberryPi??梢酝ㄟ^串行監視器或基于 GUI 的 Python 腳本向分析器發送命令。Analyzer 具有不同的內置自動測試算法。收集的數據通過串行接口/USB 發送回 PC/RaspberryPi。ATtiny814 不斷測量散熱器的功率和溫度。它控制風扇并在溫度過高時切斷負載。
3. 測試算法
使用串行監視器:可以通過串行監視器發送相應的命令來啟動測試算法。收集到的數據將顯示在串行監視器中,并可導出到電子表格程序以進行進一步分析。
使用基于 GUI 的 python 應用程序:這是最簡單的方法。一切都應該是不言自明的。以下所有示例圖片均由此應用程序創建。
命令:“l? maxloadcurrent[mA: 17..5000] ?minloadvoltage[mV: 0..26000] ”
示例:“l 2500 4200”
功率分析儀不斷將負載從 17 mA 增加到?最大負載電流。如果電壓低于?minloadvoltage ,它會自動停止。它通過串行接口以以下格式連續傳輸測量值:電流[mA] 電壓[mV] 功率[mW](由 SEPERATOR 字符串分隔)。
命令:“g? maxloadcurrent[mA: 17..5000] ”
示例:“g 3000”
Power Analyzer 在 17 mA 和?maxloadcurrent之間快速改變負載。它通過串行接口以以下格式連續傳輸測量值:時間[ms] 電流[mA] 電壓[mV](由 SEPERATOR 字符串分隔)。
命令:“e? maxloadcurrent[mA: 17..5000] ?minloadvoltage[mV: 0..26000] ”
示例:“e 4000 2500”
功率分析儀不斷將負載從 17 mA 增加到?最大負載電流。如果 TEST-IN 處的電壓低于?minloadvoltage ,它會自動停止。它通過串行接口以以下格式連續傳輸測量值:電流[mA] 電壓[mV] 效率[% * 10](由 SEPERATOR 字符串分隔)。
命令:“b? maxloadcurrent[mA: 17..5000] ?minloadvoltage[mV: 0..26000] ”
示例:“l 1000 2700”
功率分析儀將恒流負載設置為?maxloadcurrent。如果電壓降至?minloadvoltage以下?,它會不斷降低負載以保持?minloadvoltage。如果負載電流降至 0mA,它會自動停止。它通過串行接口以以下格式連續傳輸測量值:時間[s] 電流[mA] 電壓[mV] 容量[mAh](由 SEPERATOR 字符串分隔)。
命令:“m?間隔[ms: 2..65535]?持續時間[s: 1..65535] ”
示例:“m 18000 18000”
?功率分析儀在整個?持續時間內以每個間隔測量傳送到測試設備的電壓、電流和功率?。它通過串行接口以以下格式連續傳輸測量值:時間[ms] 電流[mA] 電壓[mV](由 SEPERATOR 字符串分隔)。
4. 備注
為 MOSFET 使用帶有 5V 風扇的優質散熱器!將 10K 3950B NTC 熱敏電阻連接到靠近 MOSFET 的散熱器上!
小心高功率負載!進行一些測試,以確定您的冷卻解決方案可以實現什么!
由于廉價運算放大器的限制,最小負載電流約為 17mA。如果您愿意,您可以選擇更好的運算放大器(必須具有相同的引腳排列,必須是軌到軌且單位增益穩定),但在大多數情況下,這不是必需的。
最大負載電流為 5A,但對于小電壓,它可能會更小。
最大 PWR-IN/PWR-OUT 電流為 8A。
請勿超過所有連接器上 26V 的最大電壓!
為了使設計更簡單,包括 USB 在內的所有連接器都共用一個接地點。在進行測試設置時請記住這一點,以避免接地回路或短路。在分析儀和 PC 之間使用 USB 隔離器不是一個壞主意!
· 您需要一個 UPDI 編程器來上傳固件。該軟件仍在開發中??赡軙幸恍┬″e誤。未來將添加新的功能和測試算法。
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