【开源】正弦波赛道电源

aytc100

自从去年我发现赛道电源的输出信号强度会随着赛道电感量增大而增大之后，各位老师同学集思广益，提出了几种保持赛道信号基波强度不变的电源方案。但是这些方案依然有校准困难、反馈方式不明确、反馈回路不稳定等缺陷。所以我在此提出并开源了一款正弦波输出的赛道电源，反馈方式明确且稳定、易于制作、基本无需校准即可产生等效于100mA20kHz方波的正弦信号。


1.1版改进：
固件：取消了GPIO的初始化（没什么用）
原理图：用BAV99替换BAT54S，这样嘉立创SMT三期就可以多贴一个器件；对应的正弦波电流电阻改为22Ω和24Ω，也可以走SMT贴好；发光二极管换成0603封装。
PCB：150μH滤波电感多画了一个框，这样可以兼容12*12和8*8之间的磁屏蔽电感；轻微美化了一下走线；修正了背面丝印层说明的错误。


450μH+55Ω输出信号交流采样点波形




单片机互补SPWM输出




功率SPWM输出




滤波器输出




交流耦合输出


此赛道电源使用单片机定时中断修改PWM波输出产生SPWM波，经过栅极驱动器、MOS管之后产生功率SPWM信号，再通过LCL低通滤波，只保留20kHz基波分量，通过交流耦合电容输出接赛道电源。电流经过赛道导线返回后，再通过电流采样电阻接地返回。由二倍压整流电路从电流采样电阻上取得的交流电压转换为直流电压，送往boost芯片的FB管脚，闭环控制功率SPWM信号的幅值。此外有两组指示信号，红蓝灯亮起指示赛道导线阻抗过大，绿灯熄灭指示赛道导线感抗过大且阻抗过小。这两种情况均可能可以通过在输出端串联额外的电容得到解决。经测量，赛道电源能自行正常工作的电阻范围为0~55Ω，电感范围为0~450μH，足以满足100米以内由0.1~0.9mm漆包线铺设的赛道驱动需求。

其中，单片机仅仅起到产生SPWM波的作用，并不参与闭环反馈。所以可以使用任何能够产生SPWM波的单片机、CPLD/FPGA等可编程逻辑器件作为信号源，替换LGT8F88B单片机。主要闭环反馈由TPS61040完成，价格低廉，容易购买。

aytc100

这次的板子走嘉立创SMT可以贴好几乎全部阻容、闭环核心芯片TPS61040、基准源CJ431等，回来之后只需要自己焊
microUSB座P2、
跳线帽排针P4、还真有专门的三针卖啊
输出接口P1、
直插铝电解电容（330μF，25V）C6、备选
LGT8F88B 单片机U5、
EG27324 MOS管驱动U3、
WSP4606 MOS管U4
32MHz晶振X1、
150μH磁屏蔽滤波电感L3、备选
10μH磁屏蔽储能电感L1和滤波电感L2

即可。外壳采用的是CC-Debugger的透明外壳，与DAP下载器外壳一致。

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