MAX1978温控电路调试心得

MAX1978温控电路调试心得
1、注意导线传输压降、接头接触压降和电路板走线压降：在刚开始调节电路时，TEC加热或制冷状态下，液晶显示器亮度变暗很多，且设定值和测量值都不准确。5V供电，电源供电功率可达25W，而输出电流只有2A左右，功率只用了10W，测量电源电压发现下降了近1V，按理说电压不应下降这么多，故测量电源源端电压，5V没变，到电路板输入端导线端只有4.78V，因此是导线引起的压降0.22V，，同时测量电路板接线端子内侧（滤波电容端）电压只有4.64V，端子的接触不良又引起了0.14V的压降，再通过电路板导线，结果到液晶电源端的电压只有4.4V左右，导致液晶亮度降低，同时用于作为基准的参考电压也变化，导致整个系统输出参数都不正确。因此，在设计调试电流较大的电路板时，一定要注意电路传输过程中引起的压降，否则可能导致系统无法运行工作。
2、注意模拟地、数字地、功率地的布线：系统设计和调试中有两种电路板，早期版本是2层板，AGND线铺的比较细，最大50mil，远端只有20mil，TEC加热时电流大，导致AGND和DGND的电平差达0.12V之多，导致测量的温度与实际的温度有2-3度的误差，根本无法控制，设计失败。最近的一块是4层布线，且模拟地在其功耗区铺了小块铜，在与电源源端的数字地用0欧姆电阻连接，模拟地线足够宽，在TEC加热或制冷过程中，测量DGND和AGND间电位差大约0-20mV，最远功率端电位差最大20mV，近端基本相等，引起十几mV的电压差会引起测量温度0.6度左右的误差，因此设置完温度后，所显示的设定温度会比稳定时的温度高0.5度左右，可能由于功率地与数字地共地引起所致。
一般的，功率地线要单独走线，最后在电源入口处用0欧姆与电源地相连，保证独立回路不会影响到其他的数字地和模拟地。
对于低速信号采集系统，可以设置一层单独的地平面，该地平面电阻大概4毫欧左右，可将模拟地与数字地接到该地平面上，相互的干扰会比较小。
电路板布局方面，按模块与电源入口距离的远近顺序可归纳为，模拟采集模块、数字模块、功率模块、电源转换模块、电源入口端。避免模拟信号被大功率信号和数字信号干扰，功率模块的地要单独作回路。避免拉低数字地。
3、PID参数整定：刚开始使用的是MAX1978芯片默认的PID参数，发现怎么控都不可能达到稳定，而且震荡幅度大，频率高，后面看资料用了别人的PI控制参数，发现也是震荡且不稳定，有点郁闷了，只能自己一步步看懂PID整定过程。归纳如下：

参数整定找最佳，从小到大顺序查；
先是比例后积分，最后再把微分加；
曲线振荡很频繁，比例度盘要放大；
曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳；
曲线偏离回复慢，积分时间往下降；
曲线波动周期长，积分时间再加长；
曲线振荡频率快，先把微分降下来；
动差大来波动慢。微分时间应加长；
理想曲线两个波，前高后低4比1；
一看二调多分析，调节质量不会低。
P是解决幅值震荡，P大了会出现幅值震荡的幅度大，但震荡频率小，系统达到稳定时间长；I是解决动作响应的速度快慢的，I大了响应速度慢，反之则快；D是消除静态误差的，一般D设置都比较小，而且对系统影响比较小。
PID参数怎样调整最佳
（1）整定比例控制
将比例控制作用由小变到大，观察各次响应，直至得到反应快、超调小的响应曲线。
（2）整定积分环节
若在比例控制下稳态误差不能满足要求，需加入积分控制。先将步骤（1）中选择的比例系数减小为原来的50～80％，再将积分时间置一个较大值，观测响应曲线。然后减小积分时间，加大积分作用，并相应调整比例系数，反复试凑至得到较满意的响应，确定P和I参数。
（3）整定微分环节
若经过步骤（2），PI控制只能消除稳态误差，而动态过程不能令人满意，则应加入微分控制，构成PID控制。先置微分时间TD=0，逐渐加大TD，同时相应地改变比例系数和积分时间，反复试凑至获得满意的控制效果和PID控制参数。

首先加入P参数，慢慢调大，发现在P=5的时候控制过程就可以满足自身要求了，不需要设计I和D参数，因此最终就采用P控制。当然，实际很多系统仅用P控制是达不到稳态误差的要求的，需要继续试凑才行。总之，这次调试使自己懂得了PID参数整定一定要按P、I、D的顺序来，要自己亲自试凑，虽然有点繁琐，但是效果好，盲目的采用别人的参数有肯能是浪费时间浪费精力。