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基于MSP430单片机的开关稳压电源设计
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2010-06-27
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MSP430系列单片机是美国TI公司生产的新一代16位单片机,是一种超低功耗的混合信号处理器(MixedSignal Processor),它具有低电压、超低功耗、强大的处理能力、系统工作稳定、丰富的片内外设、方便开发等优点,具有很高的性价比,在工程控制等领域有着极其广泛的应用范围。开关Boost稳压电源利用开关器件控制、无源磁性元件及电容元件的能量存储特性,从输入电压源获取分离的能量,暂时把能量以磁场的形式存储在电感器中,或以电场的形式存储在电容器中,然后将能量转换到负载。对DC-DC主回路采用Boost升压斩波电路。
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基于 MSP430 单片机的开关稳压电源设计
王晓雷,昊必瑞,蒋 群
(中原工学院 河南 郑州 450007)
1 引 言
MSP430 系列单片机是美国 TI 公司生产的新一代 16 位单片机,是一种
超低功耗的混合信号处理器 (MixedSignal Processor) ,它具有低电
压、超低功耗、强大的处理能力、系统工作稳定、丰富的片内外设、
方便开发等优点,具有很高的性价比,在工程控制等领域有着极其广
泛的应用范围。开关 Boost 稳压电源利用开关器件控制、无源磁性元
件及电容元件的能量存储特性,从输入电压源获取分离的能量,暂时
把能量以磁场的形式存储在电感器中,或以电场的形式存储在电容器
中,然后将能量转换到负载。对 DC-DC 主回路采用 Boost 升压斩波电
路。
2 系统结构和总设计方案
本开关稳压电源是以 MSP430F449 为主控制器件,它是 TI 公司生产的
16 位超低功耗特性的功能强大的单片机,其低功耗的优点有利于系统
效率高的要求,且其 ADC12 是高精度的 12 位 A/D 转换模块,有高
速、通用的特点。这里使用 MSP430 完成电压反馈的 PI 调节;PWM
波产生,基准电压设定;电压电流显示;过电流保护等。
系统框图如图 1 所示。
3 硬件电路设计
3.1 DC/DC 转换电路设计
系统主硬件电路由电源部分、整流滤波电路、DC/DC 转换电路、驱动电路、MSP430 单片机
等部分组成。交流输入电压经整流滤波电路后经过 DC/DC 变换器,采用 Boost 升压斩波电路
DC/DC 变换,如图 2 所示:
根据升压斩波电路的工作原理一个周期内电感 L 积蓄的能量与释放的能量相等,即:
式(1)中 I1 为输出电流,电感储能的大小通过的电流与电感值有关。在实际电路中电感的参数
则与选取开关频率与输入/输出电压要求,根据实际电路的要求选用合适的电感值,且要注意
其内阻不应过大,以免其损耗过大减小效率采样电路。对于电容的计算,在指定纹波电压限制
下,它的大小的选取主要依据式(2):
式(2)中:C 为电容的值;D1 为占空比;TS 为 MOSFET 的开关周期;
I0 为负载电流;V′为输出电压纹波。
3.2 采样电路
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- usesylusersyl2015-11-04不错的资源,很有用
gaohongsheng88
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