電路分析　　圖1為直流負(fù)載的原理圖，電流檢測(cè)芯片為INA219 1，微控制器為ATMega328 2。

　　INA219 是一款有趣的電流讀取芯片：“INA219 是一款具有 I2C 或 SMBUS 兼容接口的電流分流器和電源監(jiān)視器。該設(shè)備可監(jiān)視分流器壓降和總線電源電壓，并具有可編程轉(zhuǎn)換時(shí)間和濾波功能。可編程校準(zhǔn)值和內(nèi)部乘法器可實(shí)現(xiàn)以安培為單位的直流電流讀數(shù)。額外的乘法寄存器可計(jì)算以瓦特為單位的功率。I2C 或 SMBUS 兼容接口具有 16 個(gè)可編程地址。INA219 有兩種等級(jí)：A 和 B。B 級(jí)版本具有更高的準(zhǔn)確度和更高精度規(guī)格。INA219 可感應(yīng) 0 至 26 V 范圍內(nèi)的總線分流器。該設(shè)備使用單個(gè) 3 至 5.5 V 電源，最大電源電流為 1 mA。INA219 的工作溫度范圍為 –40°C 至 125°C?！?br>　　USB 是一個(gè) USB4135 連接器，可使用典型的 USB Type-C 電纜輕松為電路板供電。R2 和 R4 是下拉電阻，用于指示 USB 連接器位于“負(fù)載側(cè)”，但由于電路的電流消耗較低，因此不安裝這些電阻不會(huì)影響電路板的運(yùn)行。FB（1206 鐵氧體磁珠）和 C4 ... C6 可降低 USB-V 噪聲。
　　R1 和 C3 構(gòu)成低通濾波器，因?yàn)?CC 電路的參考輸入電壓應(yīng)盡可能無(wú)噪聲。REF 是 TLV431AI 分流穩(wěn)壓器芯片3，用于在工作溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定 CC 電路的參考電壓。此分流器的輸出電壓約為 1.25V。R3 調(diào)節(jié) POT（1K 電位器）的電壓，為 POT 提供更寬的轉(zhuǎn)向過(guò)程，因?yàn)?POT 輸入電壓定義了最大 CC 電流（用于平滑電流調(diào)節(jié)）。
　　C7 和 C8 是 IC1 的去耦電容。IC1 是 GS8552 零漂移軌到軌輸入輸出 OPAMP 4，用于持續(xù)運(yùn)行 CC 電路（IC1、Q1、R7、R8、C11、R11、R14、R16、R18）。根據(jù)其數(shù)據(jù)表，Q1 是 IRFP064 MOSFET5，可處理高達(dá) 70A 的電流（25C，Vgs=10V）。R11、R14、R16、R18 電阻的額定功率必須均為 3W。
　　IN 是電路板的輸入端（25Vmax）。R9 和 R10 構(gòu)成單個(gè) 6W 0.05R 分流電阻（兩個(gè) 3W-0.1R 電阻并聯(lián)）。這些電阻上的最大功耗為 1.25W，最大電流為 5A（0.05R * 5A*5A）。分流器的額定功率可以提高到 8W（2*0.1R-4W），但是這種電阻的成本會(huì)更高。R6、R12 和 C12 以不同的方式降低電壓感應(yīng)路徑上的噪聲和尖峰。IC2 是 INA219 零漂移雙向 0.5% 誤差電流感應(yīng)芯片1，它讀取電壓和電流值并將數(shù)據(jù)發(fā)送到 U1。R15 和 R17 是 I2C 總線上的強(qiáng)制上拉電阻。R5、C9 和 C10 構(gòu)成低通濾波器，以降低 IC2 的輸入噪聲。
　　U1 是 ATMega328 微控制器，它讀取 I2C 數(shù)據(jù)并將值顯示在 OLED（LCD 7Pin XH 連接器）上。OLED 顯示器的控制芯片是 SSD1309，通信類型是 HW SPI。CS、DC 和 RST 引腳在代碼中以編程方式定義。
　　C13 和 C14 是 U1 的去耦電容，X 是 3225 12MHz SMD 晶體，用于為微控制器提供時(shí)鐘源。R13 是微控制器 RESET 引腳的上拉電阻，用于避免任何不必要的復(fù)位觸發(fā)和不穩(wěn)定。ISP 是一個(gè) 2.54mm 公針接頭，為微控制器提供 AVR-ISP 編程接口（GND-RST-MISO-MOSI-SCK）?！　CB 布局

　　圖 2 顯示了該設(shè)計(jì)的 PCB 布局。這是一塊雙層 PCB 板，包含 SMD 和通孔元件。
　　圖 2：5A 可調(diào)數(shù)字直流負(fù)載電路的 PCB 布局
　　PCB 的某些部分和一些 PCB 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)承載高達(dá) 5A 的電流（輸入端子、分流器、MOSFET 引腳）。這就是為什么這些高電流承載 PCB 網(wǎng)絡(luò)采用 VIA-snitched 雙層銅平面實(shí)現(xiàn)的原因。該技術(shù)顯著降低了銅電阻，并允許銅在溫度沒(méi)有顯著升高的情況下通過(guò)電流。
　　PCB 被劃分為幾個(gè)區(qū)域：Type-C 輸入和電源、數(shù)字和微控制器、功率 MOSFET 和輸入端子。這是所有 PCB 設(shè)計(jì)中最重要的因素，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的混合信號(hào)。接地多邊形平面和 VIA 可降低接地阻抗和接地路徑長(zhǎng)度，從而減少噪聲并提高穩(wěn)定性。將 VIA 放置在去耦電容器的接地引腳附近是一種很好的做法。
　　圖 3 顯示了 PCB 板的裝配圖。按照?qǐng)D 4 將負(fù)載連接到直流負(fù)載。圖 5 顯示了 Arduino IDE 和代碼開(kāi)發(fā)的屏幕截圖。PCB 文件6和 MCU 代碼7可從參考資料部分下載。
　　圖3：PCB板裝配圖
　　　圖 4：輸入電源、負(fù)載和 CC DC 負(fù)載的接線圖
　　　圖 5：Arduino 代碼