本项目是一款基于 STM32 与 ML307N 的联网数控可调直流电源，计划实现 0～30V 可调输出、最大 3A 输出电流和 90W 最大输出功率。它既可以作为桌面实验电源，为单片机、传感器和各类电子电路供电，也可以部署在设备现场，通过 4G 网络完成远程查看、参数调整、定时供电和设备断电重启。

项目将电源转换、模拟反馈、精密测量、嵌入式控制和蜂窝通信结合起来。上述参数属于设计目标，实际精度、纹波和满功率运行能力需要通过样机测试确认。

一、整体设计思路

系统采用双芯片分工结构：STM32 负责本地控制，ML307N 负责远程联网。

STM32 接收旋钮、按键或远程命令，通过 DAC 设置输出电压和限流值，并采集实际电压、电流及温度，完成屏幕显示、风扇调速、数据记录和运行状态管理。ML307N 通过串口与 STM32 通信，将设备接入 4G 网络，实现状态上传和指令接收。

快速稳压、稳流由模拟反馈电路完成，关键故障由独立硬件保护处理。因此，网络断开或通信模块重启时，本地电源控制仍能正常工作。

二、电源转换结构

主功率部分采用“Buck 跟踪预稳压＋线性精调”结构。

前级 Buck 将外部直流输入转换为略高于目标输出的电压，承担主要降压任务；后级线性调整电路进一步稳定输出，并实现恒压、恒流调节。这种组合有助于降低线性调整管的发热，同时改善开关电源直接输出时的噪声表现。

例如，输出为 5V、3A 时，如果直接从 36V 进行线性降压，调整级损耗约为 93W；如果前级先降到 7V，后级损耗约为 6W。这里的压差用于说明工作原理，实际跟踪余量需要根据器件、纹波和动态响应确定。

整机使用外置隔离型直流适配器供电，内部另设辅助电源，为控制芯片、通信模组、模拟电路、栅极驱动和散热风扇供电。

三、恒压与恒流功能

电源支持恒压 CV 和恒流 CC 两种工作状态，根据负载需求自动切换。

以设置 12V、0.5A 为例：当负载所需电流低于限流值时，电源保持约 12V 输出，实际电流由负载决定；当负载尝试取用超过 0.5A 的电流时，电源降低输出电压，将电流限制在设定值附近。

用户可以分别设置电压和限流值。调试新电路时，可以先设置较低的限流值，再逐步提高，便于观察电路启动和工作情况。限流功能仍需考虑输出电容储能及响应延迟，不能保证短路瞬间完全没有电流尖峰。

四、本地操作与显示

设备正面配置彩色屏幕、旋转编码器和独立输出按键，可脱离手机和服务器独立使用。

屏幕计划显示以下信息：

旋转编码器支持粗调和细调，并可保存常用参数。独立输出按键用于快速切断供电，本地关闭操作优先于远程控制。上电后默认保持输出关闭，待自检完成并收到有效操作后启动。

五、4G 远程控制

ML307N 为电源提供蜂窝网络连接，使设备能够在有移动网络覆盖、没有现场 Wi-Fi 的位置使用。

通过配套服务器和手机端界面，用户可以查看输出状态、调整电压和限流值、执行定时任务，并接收过温或保护触发等异常通知。对于无人值守设备，还可以执行“关闭供电—等待数秒—重新上电”的重启操作。

远程命令先由 STM32 检查权限、参数范围和设备状态，再执行并返回结果。设备会区分指令已接收与指令已完成，避免仅凭网络发送成功判断电源已经完成操作。

断网后的行为可按用途设置为维持当前安全输出、继续执行已保存的任务，或在超时后关闭输出。

六、测量与自动测试

系统通过电压采样、四端电流分流器、电流检测放大器和 ADC 获取运行数据。除了实时显示，还可以记录电压、电流和功率随时间变化的趋势，辅助分析设备启动、待机和持续工作时的耗电情况。

自动测试功能计划包括：

• 阶梯调压： 按顺序输出多个电压，观察设备在不同供电条件下的表现。

• 定时供电： 在指定延时或持续时间后开启、关闭输出。

• 受控升降压： 按设定斜率改变输出，观察启动和欠压行为。

• 重复断电重启： 执行次数受限的通断序列，检查设备恢复能力。

• 能耗记录： 累计 Ah、Wh，比较不同运行模式的耗电差异。

这些任务在本地校验并执行，减少对网络实时性的依赖。测量精度需要经过校准确认，显示位数和调节步进不能直接等同于实际精度。

七、保护与可靠性设计

保护系统分为正常模拟限流、独立硬件故障保护和软件监督三个层次。

其中，功率调整管的安全工作区、输出电容放电和保护响应时间是重点验证内容。首版定位为单象限电源，不承担持续吸收外部功率的电子负载功能。

八、应用价值

这台电源适合电子开发、教学实验和现场维护。桌面使用时，可以为开发板、传感器、通信模块和小型电子设备提供可调供电；远程部署时，可以帮助维护人员观察设备耗电、执行受控重启，并保存异常发生前后的运行数据。

项目的主要特点是将日常可用的数控电源与远程维护能力结合。后续开发将围绕原理图、器件选型、环路仿真、PCB、固件和样机测试展开，重点验证输出稳定性、保护可靠性、散热能力，以及 4G 发射对测量和输出噪声的影响。