开源XYYX电子负载仪，正式开源

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电子负载仪非常适合测试电源、电池、太阳能电池、燃料电池或功率放大器的指标性能测试，电子负载仪器在线性模式下使用大功率MOS管作为功率耗散器件。负载可以在硬件中在恒流或恒压模式之间切换。通过软件控制回路保持恒定功率和恒定电阻，通过由单片机控制的 ADI 16位高性能DAC AD5693 进行恒流控制。电流和电压使用TI的16位ADC ADS1115 进行测量，负载可以在硬件中在恒流或恒压模式之间切换。此外，可以通过软件控制回路保持恒定功率和恒定电阻。

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XYYX电子负载仪介绍：
        1、电压表输入阻抗1MΩ，高输入阻抗尽量减少电压测量误差。
        2、快速自动量程电压表 5V/30V，标定后精度±0.5%以内。B站电压测量视频
        3、快速自动量程电流表 1A/10A，精度±0.5%，电流表量程可以修改电流采样电阻，目前使用10mR电流采样电阻，最大电流量程9.5A左右，目前使用高精度6位半电流表标定3A以量程，3-10A使用普通0.5%精度的万用表标定。测试视频使用的是线性电源，在大电流恒流放电和大功率放电时电源功率不够电压不稳产生波动，导致大电流测量可能存在误差大，使用电池或者功率大的开关电源电流测量准确。B站电流测量视频
        4、大于70瓦的持续耗散功率，目前使用20多的1150平台CPU散热器，便宜实惠，短期过载高达 150W（温度超过最高允许温度会保护），目前温度传感器直接焊接到TO247封装MOS管中间引脚，温度反应更灵敏，更贴近MOS管温度，实际测量温度130℃时MOS管稳定运行。B站恒流测量视频
        5、测量电压和电流的精密TI 16位ADC ADS1115  和 ADI 的16位DAC AD5693（这货目前现货140RMB了，太坑，早知道用TI的了，目前无法做太多的产品主要受制于此芯片，我这存货也只有10多片了，可能没法满足所有坛友的需要了，看哪位坛友有货源最好不过了）。
        6、内阻不大于60mR(MOS内阻)。
        7、2线或4线测量 其中4线测量可以抵消电缆电阻，提高测量准确度，特别是大电流放电时，目前2线10A测量线缆压降200mV左右够用了，4线测量可以排除线缆压降。
        8、MOS管过温保护，散热器带散热风扇（CPU 1150平台散热器，便宜实惠，比65RMB的纯铜散热器效果好）。
        9、目前支持恒流，恒压，恒功率，最大功率跟踪、斜率控制、定时控制、保护功能，支持不同模式组合测试。详细操作见上位机软件（软件打开时打了个小广告）。
       10、USB TYPE C供电以及转串口，通过升压、降压芯片为不同电源模块供电。
       11、PCB尺寸 10cmX10cm，4层板。

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上位机软介绍：
        1）支持恒流、恒压、恒功率、MPPT（最大功率跟踪）。
        2）支持电压、电流、功率、电阻曲线显示。
        3）支持日志记录。
        4）支持可编程不同模式进行混合组合放电。
        5）支持可编程停止条件。
        6）支持2Wire和4Wire测量切换。
        7）支持电量统计，电量库仑计。
        8）电流表功能。


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2024-6-28 20:54 上传

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1)  主界面

2）曲线显示

3）串联电阻扩展最大放电功率

4）电量统计

5)  数据记录

6）设置选项

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原理图介绍：

1、电源及USB转串口方案：

        1）供电采用USB TYPEC供电，既可以通讯又可以供电，这样在笔记本使用也比较方便，无需额外12V供电了，一路通过升压模块转成14V，然后使用LDO降压至12V给MOS运放供电，降低电源纹波。一路升压到14V给12V散热风扇供电，如果使用5V风扇，直接将此路中升压芯片去掉，其它用0R电阻短接即可，另一路升压后使用LDO降为5V给MCU和模拟电路供电。
        2）USB转TTL采用CP2102通讯，也可以使用其它USB串口替代，主要是负载仪通过串口和上位机通讯。

2、模拟采样输出：

        1)  模拟采样ADC选用TI ADS1115 16位ADC采样，这个是目前比较实惠的16位4通道的ADC，负责电压、电流、温度和电压基准采集，其中电压基准用于故障诊断, DAC AD5693故障后可以判断故障，关闭输出，防止故障范围进一步扩大。
        2）数模转换芯片采用ADI的16位 DAC AD5693，带2.5V和5V可编程基准源输出，典型温漂2 ppm/°C，这个就比较牛X了，这货目前价格变态达到150RMB，设计的时候还是80RMB呢。
        3）采用信号继电器用来切换2线和4线电压测量。
        4）其中标注0.1%的电阻，最好选用低温漂的电阻，提高长期精度稳定性。
        5）运放要使用高精度低offset的产品，TI或者ADI很多相关型号，选兼容封装的就行了。

3、MOS驱动部分：
      

       1）电流传感器采用TI INA225AIDGKR 增益可设置电流传感器，4段可设置，目前使用最大和最小增益，用来切换电流采样增益实现大小量程切换。
        2）MOS管采用ITH的 IXTH76N25T或者其它相同规格的MOS管，主要是MOS管最大耗散功率要大，决定电子负载最大功率。

4、主控MCU部分：
        1）由于运算基本是在上位机进行，对MCU处理能力要求不高，本来打算用32位ARM，考虑到最近ST价格飙涨，还是选用ATMEGE328吧，便宜，性能够用了。

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PCB介绍：
        1）采用10cmX10cm 4层PCB设计，元器件在上层布局，底层无元器件，主要方便贴片生产，10X10的PCB还可以免费打样。

        2）PCB实物

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样机实物：
目前打样了2种颜色PCB，黑色蓝色做出来都很漂亮