基于CL24、带充电控制功能的电子负载

事情是这样的：前段时间我订了两台CL24电子负载，但它们一直放在那里。后来我想，何不以它们为基础组装几台成品设备呢？想了想，又想了想，然后就动手做了。

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正如我在上一篇文章中所说，这些设备属于“家用”系列，不过功能相当丰富，而且我还尽量把所有东西都装进了尽可能紧凑的机箱里。
先说明一下，这两台负载属于（现在流行的说法是）所谓的限量系列，因为我不一定会再做第二批。
其实还有BW150控制器可选，功能相同，但价格更低。遗憾的是，它的电路板布局与之前的型号不同，这让它很难做成成品设备，所以我不一定会用它来做，不过也不是完全没有办法。

去年我发布过一篇CL24电子负载评测。总体来说，这款小设备挺有意思，虽然也有一些缺点。最让我满意的，也是DL24EW所欠缺的功能，后来开发人员在我评测之后加上了：在充放电和放充电循环之间设置暂停时间；此外，这里还可以直接设置循环次数，而不只是选择CDC和CDCDC模式。


当时我还比较了几代电子负载，可以看出开发人员确实听取了我的建议，非常感谢他们。


照片不多，因为我没拍组装过程，不过翻出几张早期阶段的照片。画质不太好，抱歉，是用烙铁拍的。
就当是让大家了解一下这个过程吧，有时人们会把它称作“把现成的电路板装进机箱”。


再来几张组装过程的照片，这时已经接近收尾了。可以看到键盘，不过最后没用上。


受机箱结构限制，我不仅换用了尺寸（和功率）更小的功率模块，还缩小了充电器的保护与切换电路板。与原装电路板相比，这块板有以下特点：
1. 防反接保护：如果充电器或电池接反，它就不会接通充电器与电池。
2. 防反向电流：电池电流不会流入充电器。如果使用DC-DC转换器作为充电器，这一点至关重要。
3. 可切换最高20-25 A的电流，因此损耗很小，20 A时压降约为0.16 V。当然，分流器上还会产生约0.1 V的压降（20 A时），导线上也会有少量压降，但这部分我无能为力。

缺点是：充电器最高电压为50 V，负载模式下最高电压为100 V，这一点很重要。
实际上，它也能切换100 V，但如果极性接反，电源电压和电池电压会相加，也就是50 V（充电器）+50 V（电池）=100 V，于是就碰到这个上限了。不过从技术上说，只要避免接反，充电器和电池的电压都可以用到约90 V。


顺便说说切换模块。在CL24评测中，我没太在意它，这实在是个错误。后来发现，它和DL24EW附带的模块有根本区别。
区别在于，左边的模块（DL24EW）中，保护二极管是并联的，按设计意图，它应该能烧断保险丝（这说法很值得商榷，不过理论上确实可能做到），而且不会影响正常充电。
而CL24（以及BW150）的模块中，二极管却是……串联的，因此会进一步限制最大充电电流。更糟的是，它还会因压降而妨碍电池正常充电，低电压电池尤其如此。这是最近一位读者向我求助时才发现的。

这件事终于让我下定决心，不再犹豫要不要自己做模块了。电路板已经投产，我会组装一批自己的模块，完全兼容DL24EW、CL24和BW150，但比原装模块强得多。等模块到了，我会写篇文章介绍。


一开始我说过，CL24的最大功率是150 W，而且电压还有限制。比如电压达到36 V或更高时，功率最多只有80 W，真让人郁闷。 所以做了一些调整，最终我轻松实现了350 W。
实际上，这里用的功率模块比我常用的弱1.5倍，因此功率也不是550-600 W，而是350-400 W。


由于这台电子负载还负责控制充电，机箱里的线就多了些；再加上换向板的缘故，模块只能做得更短。我还装了性能较低、噪声也更小的风扇，最终参数如下：
负载电流25 A，充电电流25 A
放电模式下电压最高100 V，充电模式下最高50 V
功率最高350-400 W，350 W肯定可以长时间运行，400 W理论上也没问题，但要看环境温度。
风扇转速可调，温度传感器固定在其中一只晶体管上。

我不得不更换电流检测分流器，换成了功率更大、质量也更好的型号，还给它们加装了散热片，因为温度也会影响测量精度。


最终做出了两个完全相同的小盒子，内部结构和参数也完全一致。
对了，现在它的功率不仅超过了原装CL24，还可以用编码器操作，显然比按键方便。



背面也塞得满满当当：
通风口
电源线接口
温度传感器接口
充电器输入接口
通用USB-C接口，不仅可以连接电脑线，也可以接入额外的WiFi和蓝牙模块。


正面则是：
充电模式指示灯
显示屏
功率端子和测量端子
编码器——调节参数和选择模式
启动/停止按钮
电源按钮。



更换负载的分流器后，自然需要重新校准。我得说，这台设备的校准比DL24EW和24MP更简单、更方便，也更准确。
还可以看到，这台负载在约380 W功率下运行得相当正常。


这些负载是做来出售的，不过我大概不会挂到OLX上，因为它不是量产产品。价格为7300 UAH，出售时的配置会接近顶配：
1. 电子负载
2. 电池夹具
3. WiFi模块
4. 蓝牙模块
5. 用于连接被测电源的简易适配器
6. 带QC/PD触发器的适配器
7. 一对短鳄鱼夹线
8. 电源线
9. XT-60插头，可用于连接你的充电器或DC-DC转换器
10. 外置温度传感器

与原装CL24和BW150套装的区别
1. 不仅在负载模式下，而且在充电模式下也有反接保护
2. 充电电流切换能力不是2-3 A，而是20-25 A，而且开关上的压降很小
3. 使用编码器操作
4. 功率不是150 W，而是350-400 W
5. 是装在机箱里的完整设备，而不是一块电路板
6. 内置电源。

与DL24EW的区别
1. 操作更方便
2. 可以设置充电/放电各阶段之间的暂停时间
3. 软件已更新
4. 修复了一些错误。



当然，如果能在机箱上装接线端子就好了，就像我最近为一位客户做的那样（后来发现用起来很不方便）。不过首先，小机箱里根本没地方装；其次，如果使用电池夹具，操作起来也会不方便。
所以我可以在套装里加上一对这样的接线端子，香蕉插头线你们可以自己做。




大致就是这样，希望能对一些人有所帮助。我尽量把设备做得整洁、功能齐全、质量可靠。既然我大概不会再做类似的产品，配置也就尽可能配到了顶。可能还缺USB线，不过我想家家都有。