Ivan's blog
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电子负载开发笔记
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原文中文，约7200字，阅读约需17分钟。
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内容提要
本文记录了电子负载的开发过程，重点包括运算放大器SGM8552的选型、USB-PD供电设计、LC滤波电路的干扰减少、STM32G431CB信号采集的优化，以及电压和电流的准确检测。最终实现了硬件功能验证和软件初步实现。
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关键要点
- 运算放大器SGM8552被选为电子负载的主选，OPA2277为备选，采用双电源方案。
- 供电设计使用USB-PD方案，支持5V到12V的输入电压，负电源通过电荷泵生成。
- 在输入端口附近增加LC滤波电路以滤除高频干扰，确保模拟电路的稳定性。
- 信号采集使用STM32G431CB，两个ADC分别用于负载电压和电流、温度采集，采用差分输入以抵抗干扰。
- 负载电流信号采集使用低阻值的采样电阻，选择25mΩ以降低功耗，同时使用INA193放大信号。
- 电压检测电路设计为双端输入，使用差分放大器提升输入阻抗并抑制共模电压。
- DAC输出电压用于控制N-MOS的导通程度，实现硬件恒流模式，解决了DAC无法输出0V的问题。
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延伸问答
为什么选择SGM8552作为电子负载的主运算放大器？
SGM8552具有较低的输入失调电压和高开环增益，适合电子负载的需求。
电子负载的供电设计是怎样的？
电子负载采用USB-PD供电设计，支持5V到12V输入电压，负电源通过电荷泵生成。
如何减少电子负载电路中的高频干扰？
在输入端口附近增加LC滤波电路，以滤除高频干扰，确保模拟电路的稳定性。
STM32G431CB在电子负载中有什么作用？
STM32G431CB用于信号采集，两个ADC分别用于负载电压和电流、温度采集，采用差分输入以抵抗干扰。
如何实现电子负载的恒流模式？
通过控制DAC输出的电压与增益后的电流采样分压对比，运放控制N-MOS的导通程度，实现恒流模式。
选择25mΩ采样电阻的原因是什么？
选择25mΩ的低阻值采样电阻是为了降低功耗，同时保持良好的信号采集精度。
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