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基于STM32电源模块开发

使用220-9V电源适配器供电 输出2-5V可调输出电流监控 带oled屏幕显示电压电流等信息 带MCU主控可用作通信或测试功能

MCU部分原理图设计如下,主要参考我之前买的一个STM32F103核心板提供的原理图主要包括USB接口、9.6英寸OLED屏幕接口(SPI通信)、SWD及UART尽量通过排针引出界面、按钮、指示灯和多余的引脚。

电源部分原理图如下,芯片选型主要使用的是TI的WEBENCH设计工具后提供的参考芯片、数字电阻和电流监测的跨阻放大器也在TI官网搜的。为什么我这里都用?TI芯片,主要是因为TI可以给学生和公司职员提供免费的样品,只要是学校或公司的邮箱登录就行,申请规定数量的芯片基本上都能通过。每个芯片的datasheet提供参考原理图,可根据具体应用简单修改。

主要芯片:

TPS54628:将外部DC座子提供的9V电压转换为5V,然后分为两条路:一路通过LDO芯片AMS3117转换为3.3V为MCU部分供电,另一条路经过TPS54339控制后,为外部提供电压。 TPS5439:通过数字电阻器输出可调电压,后端通过一跨电阻放大器进行电流监测。 TPL0401B:数组电阻器,I2C通信接口 INA250A1PW:电流监控芯片,具体放大倍数可选,本设计倍数选小了。

2.2 AD10使用流程 本方案原理图及PCB用于设计Altium Designer10.用起来不是很熟练,但本上可以使用。

新的PCB在新建项目中添加草图和PCB最好新建或添加自己的草图和文件PCB库文件,因为标准库中的大部分都没有你使用的芯片草图和PCB引脚包装需要自行添加或绘制相关设备包装。

原理图绘制,点击右侧的Libraries在合适的图书馆中选择要使用的设备草图。未使用的设备需要在线绘制或搜索,然后直接拖到右边的绘制窗口,最后根据芯片设计连接每个设备。

Tips: Tools->Annotate Schematics选项可自动命名每个设备的编号。

绘制原理图后,需要检查各部件是否与正确的引脚包装相关。检查正确后,单击Design->Update PCB Document ...将原理图中的设备引脚封装更新到PCB文件中。如下图所示,删除棕色背景,Design->Board Shape选项可以调整整个布局大小,调整每个设备的整体布局后,可以按下快捷键P T连接。

铺铜后布线效果如下图所示,部分设备封装带3D可预览的模型。

淘宝投板,注意按照厂家提供的规则再次检查原理图PCB布局布线,确保符合其生产工艺。

焊接,去除TI免费申请芯片,其他设备在淘宝上购买

核心设备焊接完成后,电阻电容的焊盘有点小,导致电阻电容焊接丑陋,下次电阻电容的焊盘稍大一点。

软件功能比较简单,优化后再补充。 MCU部分功能调试正常,输出电压可调电流可监测功能正常,负载能力未知,电流监测不太准确,电流监测芯片倍数较小。 电源部分异常,一级TPS拔插94628电源芯片V电源容易燃烧,原因应该是PCB布局根本没有按照手册绘制,只是连接而已。

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