基于MSP430F169的模擬裝置

　　MSP430F169的這些特點(diǎn)十分適合開(kāi)發(fā)的要求，選用MSP430F169可以輕松地實(shí)現連續的電壓電流采集。單片機由此數據計數出實(shí)時(shí)功率后根據MPPT算法自動(dòng)調整，當dP/dU>0時(shí)通過(guò)增加系統的輸入阻抗增加實(shí)際得到的輸入電壓U以提高功率，反之則降低U ，最終達到dP/dU>0的最大功率點(diǎn)跟蹤。

　　提高效率的方法

　　開(kāi)關(guān)電源電路設計中的主要損耗包括：場(chǎng)效應管的導通電阻損耗和開(kāi)關(guān)損耗；濾波電路中電感和電容的損耗；隔離變壓器的鋼損與鐵損。綜合考慮成本和性能，本電路選用了IRF540，其導通電阻僅為77m歐，其輸入結果電容為1700pF。在帶載額定電流1A時(shí)，全橋的靜態(tài)功耗Pon=4×I2×Ron=0.308W。由于濾波電感和電容工作在高頻下，起儲能釋能作用，因此電感要盡量減小內阻，并保留1mm磁隙防止飽和，電容則要選取等效串聯(lián)電阻ESR較小的高頻低阻類(lèi)型，以減小在電容上產(chǎn)生的功率損耗，本設計中所用的電感線(xiàn)圈為多股漆包線(xiàn)并繞，以減小高頻下導線(xiàn)集膚效應帶來(lái)的損耗，并使用鐵氧體材料的磁芯，以減小其磁滯損耗。電容則選用聚丙烯電容，它具有較好的高頻特性、穩定性和較小的損耗。為減小隔離變壓器T的損耗，導線(xiàn)的載流量選2.5A/mm2，選用冷軋鋼帶替代矽鋼片。

　　濾波參數的設置

　　濾波電感使用直徑36mm磁罐，加1mm磁隙，用0.4mm漆包線(xiàn)5股并繞20匝，實(shí)測電感為200霧左右；為減小通帶衰減，取截止頻率為5kHz，一百倍于基頻，得C=4.7霧。為進(jìn)一步減小正弦波諧波分量，又用60霩鐵粉環(huán)電感與0.68霧電容進(jìn)行了二次濾波，最終效果比較理想。

　　電路與程序設計

　　DC-AC電路

　　DC-AC逆變器由振蕩原理的D類(lèi)功率放大器構成，利用負反饋的高頻自激，產(chǎn)生幅度較弱的高頻振蕩疊加在工頻信號上，經(jīng)過(guò)比較器產(chǎn)生高頻SPWM開(kāi)關(guān)信號通過(guò)浮柵驅動(dòng)器驅動(dòng)MOS管半橋。自振蕩逆變器框圖如圖4所示。DA-AC逆變器原理圖如圖5所示。

　　由于負反饋在工頻上是穩定的，因此輸出的信號的放大倍數由R2與 R4的分壓比決定，而自振蕩（產(chǎn)生的SPWM）頻率可通過(guò)微調補償網(wǎng)絡(luò )中的電阻、電容值進(jìn)行調整，實(shí)際中綜合考慮損耗和濾波電路的設計，選定頻率約為28kHz，保證輸出電壓在功率電源HVDC范圍內，比例放大系數選為12。這種逆變器自身閉環(huán)，整個(gè)電路只使用一個(gè)比較器，可以根據負載的變化自動(dòng)調整SPWM的占空比，使輸入/輸出電壓始終成比例關(guān)系。