單片機實現開關電源的設計

作者：時間：2011-07-27 來源：網絡

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4 軟件設計
MSP430單片機內部具有高、中、低速多個時鐘源，可以靈活地配置給各模塊使用以及工作于多種低功耗模式，大大降低控制電路的功耗提高整體效率；430F449有ADCl2模塊能夠實現12位精度的模數轉換、硬件乘法器以及帶有PWM輸出功能的TIMERA和TIMRB定時器，使得整個電路不需要任何擴展就能完成對電源輸出電壓、電流的實時采集、PI控制、PWM輸出；同時MSP430F449帶有內部LCD驅動模塊，直接將液晶顯示屏連接在芯片的驅動端口即可，電路結構極為簡單。本設計的軟件采用C語言編寫，整個程序包括的子模塊有：鍵盤控制模塊、A／D電壓和電流采集模塊、PI控制模塊和PWM波發生模塊等幾個部分，軟件流程圖如圖6所示。

鍵盤控制和顯示模塊：通過鍵盤可實現電壓參考值的設定，電壓電流的切換顯示。通過LED實現參考電壓的設定與顯示，通過LCD顯示電壓和電流的采集值。AD電壓和電流采集模塊：通過MSP430單片機的12位A／D轉換模塊，對系統輸出的電壓值和負載電流進行采集。
PI控制模塊：此模塊用來對系統輸出電壓進行控制，使輸出電壓穩定。其控制原理如圖7所示。
PWM波發生模塊：利用MSP430單片機的TimerB定時器的比較功能，產生驅動MOSFET的信號。
5 實驗結果分析
通過單片機MSP430軟件設計，對PI調節選定合理參數及開關頻率，能達到穩壓的效果，使以上前3個指標能達到良好的效果。而能否對紋波電壓限制，主要在于整流濾波電路中電容，因此高耐壓的支撐電解電容的選取是重要的。
在選定開關元件之后，效率主要受開關頻率的影響、儲能電感的內阻以及線路中其他器件損耗影響，因此在器件選取上要注重其損耗的高低。對此系統的進行綜合測試，結果如表1所示。