四年磨一剑，大功率智能电子负载仪新鲜出炉

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各位老铁们大家好，又回来啦，哈哈。时隔几年，还是电子负载，在这条路上有种越陷越深的感觉，成了一个狂热发烧爱好者了。这次搞的是一款500瓦智能电子负载，跟原来第一代，第二代还是有很大的进步，暂且把这次升级的主题就叫做：“智能，高精，高准，创新”。话说这款产品是真折腾，从2020年左右开始谋划，到如今2023年，差不多4年时间。所以标题直接开了一个四年磨一剑的主题，其实一点也不夸张，这么多年坚持搞精益求精的开发，应该比较少吧，哈哈。四年里发生过好多故事，现在仍历历在目呢。2020年突发新冠疫情，天天口罩，不让出门，天天核酸，芯片缺货，芯片涨价，限制中国芯片，停工复产，复工停工，被迫降薪，被迫换工作等诸多大事件。这四年时间里，也是陆陆续续的折腾，也是几次都放弃了，后面又捡起来重新折腾，现在终于又觉得能拿得出手了，有些兴奋和激动，独乐乐不如众乐乐，晒晒贴，展示下成果。先讲曲折故事，再晒图啊。

容我先理理思路，回顾下当时的初衷。在2019年前后就在论坛上折腾过几款，但是折腾来折腾去，都是用别人的表头，产品没保护功能，机器容易烧坏，这些问题在我心中一直挥之不去，就想在250W黑色机器上改良，加单片机，加LCD显示，加保护，这是最早的初衷。我自己用STM8的单片机搞了样机调试，测试非常不准，陆陆续续利用周末或者不忙的时间，搞了差不多半年多时间，单片机自己知道，算个半桶水，然后丢在那里又有几个月没搞。后来想找同事帮忙一起搞，一个20多年MCU老鸟（本人也是20年老鸟，主要是硬件和管理），请他吃饭，把需求讲给他听，他说1个月或者1个半月就能搞完，说我原来想法太LOW了，要搞高大上点，智能点，他也提了好些建议，我听了很高兴，两个老鸟强强联合，可以搞出好东西出来。按照他想法，STM8太低端了，选型的SMT32单片机重新设计硬件来搞，8位单片机太差了。谈好1W价钱搞定。实际情况是，搞了一年多，一直不准，Bug一大堆，不愿按我想法搞，我也很不满意，后来隐约感觉他不想搞了，搞得我大为恼火（因为以前同事关系很好），搞机器期间请他吃饭起码花了1W多，不想搞了不直说，一直拖着，因为收了我1W，我问他要代码，他直接说10W才给，气得我直接把所有东西全扔了，不搞了。现在说起来还难平复自己的心情，要设计好东西，没那么容易。疫情期间芯片涨价，缺芯，原来ST的MCU从5元突然涨到100多，但是国内MCU行业突然兴起，因公司也有需求，接触到好多的MCU供应商，代理商，芯片原厂。机缘巧合，又结识一位搞MCU的兄弟，请他吃饭，找他帮忙，把需求讲给他听。他也说是1个月到1个半月能搞成，费用也是1W，一定帮我搞定。小兄弟比较年轻，由于以前同事给我造成了心理阴影，他之前没搞过，一个半月能搞定，我觉得不可靠，心里也七上八下，怕搞成以前一样烂尾，当时没有答应。再来说下我的要求，本人也是个研发20多年的老鸟，研发产品无数，对产品要求尤其是细节，特别看重，搞了这么久的摸索，已经对高精度实现有很大把握，目标已经有很大改变了，期望能达到上万以上的仪器的精度。后来又跟小兄弟有几次接触，觉投缘，尝试搞下，把期望值降低，三个月能搞成也行，主要是心里有不想放弃的念头。给5000定金。就开始搞，按照他选型的MCU重新来一遍硬件，实际情况是，这次终于搞成了，时间一个半月变成一年半，费用由原来的1W变成3W，中途提过2次要加钱，看他也比较配合，也担心他放弃烂尾，所以也同意了。另外平时周末吃饭，往返打车费，有时候晚了住酒店，这些另外花了差不多3W左右吧。周一到周五他从来不搞，周末到我家里搞，一年多我两就没休过周末。为了把项目做成，小兄弟很配合，我也从不计较，且十分尊重他，现在我们成了非常好的朋友，两个人克服了好多困难，软件从界面，到功能，到算法，到精度，都是原创，因为精度问题，硬件换了好多元件，PCB升级好多次，软件逼着他搞了几套算法，修了好多Bug，尤其跟踪校准算法，让产品精度完全达到商用级别。这小兄弟，国产某一线品牌MCU原厂开发工程师，985名校毕业的硕士，也算是个高才生了。搞完后，我两喝酒庆祝时，他也感慨良多，看起来简单，实际一点都不简单，说我要求太高了，我说这是逼着他成长进步，从项目开发过程中吸收到好多知识以后都能用，哈哈。当然，有软件感兴趣的兄弟们，可以把产品搞回去，直接把MCU去掉，装个新的MCU上去自己调试看看，对比挑战下，或许比我们搞得更好，搞得好可以合作

现在开始晒图，从框图开始，实现方案式如下图：




0-120V输入/48A/500W，原来计划是600W的设计，实际580W时温度100℃左右，温度很高，温度传感器85°C比较准，考虑温度传感器，把功率设定在500W，也确保机器长久使用不会损坏，余量充足。

实现功能的一些要求，现在已经形成了产品说明书，在产品说明书上有详细描述。




这次PCB设计由原来2层改为四层了。正面图，设计没啥东西，尽量不露器件。



贴片元件全部放在PCB板的背面，机器一面贴OK。PCB尺寸跟原来250W一样，但是产品上多了好多芯片和元件，对电源设计要求更稳定。



这次机器MOS管由原来的6颗变成了14颗，数量增加，功率增加，自然成本也是增加。



原装台达风扇，这个风扇真是不一般的贵啊，风扇实验过好多款都不合格，淘宝上卖的型号都一样实际是假货，而且假的都很贵，尤其是广东汕头假货比较集中，并不是我对这个地方有偏见，我是用实践检验出来的。有资源的朋友可以介绍下。



机器正面跟原来250W的差不多，原来的表头用自己设计的显示替代，原来的多圈电位器改成现在的编码器替代，还有个测试/停止键，正面非常简洁，这个编码器比电位器好用太多了，跟示波器上旋钮一样，小车上的音量旋钮也是编码器，体验感非常好。接负载的正负极输入各4个接线端子。100%满足足额电流足额功率通过。



MOS管集群，14颗，主要是配合原来定制的散热片兼容设计。



这次用的分流器仍是FL-2，跟原来尺寸一样，但是参数是非标值，定制精度，百分百是0.1%的精度，车规级分流器，淘宝上卖的那种A类和B类分流器实际5%-10%误差都不止。

原来测试不准，跟分流器有很大的关系，要么小电流准，大电流不准，要么大电流准，小电流不准。可以了解75MV/50A/0.1%高精度分流器什么价。分流器和风扇占了太多成本。

散热器旁边的一排排的电阻，也是定制的非标值。0.1R/3W/0.1%/50ppm



装好散热片和风扇的图片展示，风扇120*120*38的，产品供电电流12V/4A，风扇占去2.7A实际电流。


再来一张展示图片，风扇开始用的建准的，效果性能不错，价格也是奇贵，后来跟我说要订货，至少200台，交货要几周，换这个风扇找了好久，实验好久，最终还是台达的，台系品质还是不一般，国产的要4A电流的风扇，价格虽然比台系便宜点，也是巨贵，还要换功率大的适配器，关键国产的也要订货，至少500台才能订。



产品整机装起来就是这样子，跟原来的250W有些像又有些不像，有意保持这种风格。上下采用亚克力板做支撑，设计上我也是花了不少心思，原来编码器按键是在侧方卧式的，跟立式的体验感做了对比，发现立式的更好，而且上层亚克力这样设计操作更舒适，更好看，所以改成这样子，自我感觉还不错。这种设计样式优点很多，方便保养清理，散热效果也好，有问题返修也好拆装。


产品的广泛应用还是比较多。




100V/500W实测



120V/500W实测




5V/48A实测



前面是测试主界面，测试中可以翻页的，测试界面设置了两页。



测试可以保存10次记忆数据，随时可以翻查



单次记忆界面存储重要测试数据，可以看下说明书，表达更详细些。



晒图先到这里，后续有想起什么再到其它楼层晒图。这次搞了两款智能电子负载，一款500W，还有一款120W的，把500W先研发完，然后120W的一次成功。实现大电流大功率，实现高精高准，通过实践研究，难度还是不小，ADC/DCA芯片换过几次，从早期希望用MCU芯片自带8位ADC和DAC来实现，再换带12位，再外挂12位ADC/DAC，再到最终选择外挂16位的ADC和DAC芯片，像参考源和运放，风扇，都做过多种尝试，在测电流精度问题，硬件软件花的时间最多。比较讨厌的是，芯片疯狂涨，尤其DAC芯片涨得离谱，搞得很是被动。但无论如何，最终还是克服了很多困难把问题一一搞定。以前论坛的有几个兄弟已经有提前在体验了，还有些认识的朋友，同事，供应商拿回去做测试用了，有需要了解的朋友可以淘宝搜“源创力科技”店铺，或者“源创力电子负载”都可以找到我的淘宝店。


晒完图后给老铁们搞些福利，这次产品技术含量和难度，比以前提高了很多，相对集成度比较高，但是产品可以开发空间还是有的，比如分流器，风扇，MOS管，散热器，MCU开发等等都可以折腾，你自己用，自己玩可能要求没那么高，只搞着玩，把资料分享给你们，自己随便折腾。


1.数码之家坛友到我淘宝店里购买机器，一律8.5折扣的优惠，永久有效，适合动手能力不够的，又有实际需要的朋友，建议选择这个福利。


2.动手能力强的朋友，可以选择原价购买一套500W机器，我送你一个SMT贴好元件的板子，程序帮你刷好，你照着OK样机去找材料拼接，很容易成功。成功后在论坛上晒帖或者此贴跟帖，把花钱买的机器退回给我，我给你退钱，搞不成功，你留着机器自己用也挺好。因为我希望更多人能体验这种新的研发成果，把板子压箱底没任何意义。

这里要强调下：照着搞成功后，退回机器不影响我再次销售，尤其是PCB板，接线柱的地方刮伤刮花，一律不退，另外，退回的机器包装盒，上，下亚克力板一起扣40块，因为这些必须要更换新的，接受的朋友就来私信找我，不能接受咱也不纠结。


最后把产品说明书放此处：

ddnr

这个东西不错，也不知成本要多少的

天天好身体

支持一下 佩服你的毅力

猪小呆

不错，祝大卖            

aping365

已经走火入魔了。

fhm1

大神厉害呀

st911

看着好高级。现在电子负载设计的功率都消耗在功率管上，功率管回路再接电阻负载是不是可以减少功率管成本

菜鸟GG

厉害！有恒心！

hilljanet123

楼主辛苦！

这个散热方案是为了追求体积和安装吗？
用大一点的风洞散热器，会不会成本低一些？

水煮电风扇

老板大气啊，还能这么玩。来套板子试试呗

水煮电风扇

还能这么玩。老板大气。搞个板子试试

sjh_7366

10几个w就搞了这么个玩意？说的是日元吧

ling11052001

这个牛C，一般人干不出来的牛C东西！目测板子是不是薄了一点，不知道超过36V，绝缘要不要考虑一下

wxhjsr

真佩服你得毅力，四年做一个东西，换我早烂尾了，也佩服你如此高大上的DIY产品，比成熟商品做的都好。

yanjian

检测电压支持四线输入不?
建议再改改版!

xxwwmm2017

四年磨一剑，有毅力

xxh2003

重本投入。看来，是达到你想要的产品了。

lkpn

搞产品确实不容易，有在深圳写软件的兄弟没？我们一起来搞个大屏  中文界面 恒流 恒压 恒阻 恒功率  加载卸载时间  带通信  能多台并联扩展的，有兴趣的发站内消息给我！
提供资金  公司正规的电子研发场地  硬件设计 供应链  等资源

天使之音

能持之以恒的把事情做完，厉害！
能不惜投入的把事情做好，佩服！

机遇，
都是青睐于能坚持、能耐得住寂寞的人。
祝，生意兴隆！
先把投入的挣回来～～

wmshizheng

佩服你的毅力  祝大卖