一、測試項目介紹
本項目設計了一款以MPQ4214升降壓IC為核心,搭配STM32F103RCT6主控單片機的數控電源,旨在為用戶提供了一個高效、便捷、功能豐富的電源解決方案,適用于多種電子設備的供電和測試場景,尤其在便攜性和易用性方面具有顯著優勢。5.3-30V電壓輸入,5.3-30V電壓輸出;2.6A, 3.2A, 3.8A, 4.5A, 5.0A, 5.6A, 6.2A, 6.8A八擋限流。
二、硬件介紹
1.功率電路:MPQ4214,BUCK-BOOST升降壓芯片,支持5-30V電壓輸入,5.3-30V電壓輸入(內置欠壓保護功能,當輸入電壓大于5.6V時正常啟動工作);
2.誘騙電路:CH224Q,支持PD 28V(向下兼容)、AVS、PPS等協議誘騙,暫未啟用;
3.電壓監測:INA226,輸入輸出環節配備兩顆,用于實時動態監測電壓電流數據;
4.溫度監測:TMP112,兩顆TMP112芯片監測開關MOSFET溫度,一旦溫度超出預設限制,軟件將立即強制關斷MPQ4214,確保設備安全穩定運行;
5.滾輪控制:美上美SIQ-02FVS3滾輪進行控制操作,通過旋轉、按下、長按等動作實現對MPQ4214電源的多種控制功能;
6.顯示屏幕:1.8寸彩屏,具備抗鋸齒UI設計,直觀顯示電源工作狀態和參數信息。
三、電源部分展示
原理圖:
PCB:
四、控制部分展示
原理圖:
PCB:
五、軟件庫
1.操作介紹:長按編碼器進入設置模式,此時會有光標指示當前設置狀態,短按編碼器即進入相應的設置。目前有電壓設置、電流設置、后臺信息、開關設置四個選項可進入;2.電壓電流設置:當長按選擇相應的電壓或電流設置時,短按編碼器進入,此時轉動編碼器可調節輸出電壓或電流。再次短按可調節設置精度,例如首次進入電壓設置時時轉動編碼器將±10V增減設定值,再次短按后將±1V增減設定值,以此類推(有較完善UI設計,實際操作較為直觀);3.Config:短按編碼器進入Config后,將顯示與各設備的I2C通信情況,以及MPQ4214開關頻率、軟啟動時間、參考電壓、輸出限流等信息;4.開關設置:短按編碼器開啟輸出,同時UI顯示ON字樣。再次短按關閉輸出,UI顯示OFF字樣。
圖3 屏幕與功能框圖說明(注:該屏幕拍攝效果與實際存在誤差)
六、MPQ4214庫的介紹與使用
1.文件介紹:MPQ4214.zip文件中包含,mpq4214.c、mpq4214.h文件,代碼依賴stm32cubmx生成代碼所開發。由于封裝了下層代碼MPQ4214_ReadReg();和MPQ4214_WriteReg();這兩個IIC讀取和寫入函數,理論上本庫具有高移植性,變更此處代碼即可適用于不同平臺;
2.使用介紹:將文件復制到您的項目后,您可在頭文件#include "mpq4214.h",然后就可以調用其中函數;
2.函數介紹:
圖5 keil中庫函數截圖
請在閱讀該部分前閱讀Datasheet文件,確保您對MPQ4214有初步認識,后文如有不甚清楚處敬請指出。
MPQ4214_Init(); 為初始化函數,該函數將MPQ4214 EN引腳拉高啟動芯片,同時修改了開關頻率、設置了保護模式;MPQ4214_OutputCtrl(); 輸出開關函數,同時操作ENPWR和GO_BIT以啟動或關斷芯片;MPQ4214_SetVoltage(); 設定輸出電壓函數,該函數輸出目標電壓,通過IIC調整參考電壓以調整輸出電壓;MPQ4214_SetReferenceVoltage(); 直接設定參考電壓函數,該函數通過IIC直接調整參考電壓;MPQ4214_SetCurrent(); 設定輸出限流函數,限流可選2.6f、3.2f、3.8f、4.5f、5.0f、5.6f、6.2f、6.8f;MPQ4214_ReadStatus(); 讀取MPQ4214中斷與狀態信息,以下是對返回結果處理的示例函數;
圖6 處理返回結果的示例函數MPQ4214_SetSoftStart(); 設置緩啟動時間函數;MPQ4214_EnableFastDischarge(); 啟動快速掉電模式,即在關閉輸出或調低輸出電壓后通過輸出端到地短路快速降低輸出電壓;