基于單片機控制的開(kāi)關(guān)穩壓電源設計

　　3.4 保護電路的設計

　　過(guò)電流保護是一種電源負載保護功能，以避免發(fā)生包括輸出端子上的短路在內的過(guò)負載輸出電流對電源和負載的損壞。當電流大于限定值的時(shí)候，使用繼電器常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)進(jìn)行保護。用MSP430單片機控制繼電器的常開(kāi)常閉的吸合，實(shí)現自動(dòng)恢復電路工作的功能。如圖5所示：

　　4 軟件設計

　　MSP430單片機內部具有高、中、低速多個(gè)時(shí)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ADC12模塊能夠實(shí)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(shí)器，使得整個(gè)電路不需要任何擴展就能完成對電源輸出電壓、電流的實(shí)時(shí)采集、PI控制、PWM輸出；同時(shí)MSP430F449帶有內部LCD驅動(dòng)模塊，直接將液晶顯示屏連接在芯片的驅動(dòng)端口即可，電路結構極為簡(jiǎn)單。本設計的軟件采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，整個(gè)程序包括的子模塊有：鍵盤(pán)控制模塊、A／D電壓和電流采集模塊、PI控制模塊和PWM波發(fā)生模塊等幾個(gè)部分，軟件流程圖如圖6所示。

　　鍵盤(pán)控制和顯示模塊：通過(guò)鍵盤(pán)可實(shí)現電壓參考值的設定，電壓電流的切換顯示。通過(guò)LED實(shí)現參考電壓的設定與顯示，通過(guò)LCD顯示電壓和電流的采集值。

　　AD電壓和電流采集模塊：通過(guò)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(jìn)行采集。

　　PI控制模塊：此模塊用來(lái)對系統輸出電壓進(jìn)行控制，使輸出電壓穩定。其控制原理如圖7所示。

　　PWM波發(fā)生模塊：利用MSP430單片機的TimerB定時(shí)器的比較功能，產(chǎn)生驅動(dòng)MOSFET的信號。

　　5 實(shí)驗結果分析

　　通過(guò)單片機MSP430軟件設計，對PI調節選定合理參數及開(kāi)關(guān)頻率，能達到穩壓的效果，使以上前3個(gè)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(kāi)關(guān)元件之后，效率主要受開(kāi)關(guān)頻率的影響、儲能電感的內阻以及線(xiàn)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(jìn)行綜合測試，結果如表1所示。

　　6 結 語(yǔ)

　　本開(kāi)關(guān)穩壓電源設計采用低功耗的TI公司的16位單片機MSP430F449片機最小系統板為控制核心，以PWM控制技術(shù)，閉環(huán)PI調節，高精度的12位A／D轉換為基礎，完成了采樣值顯示與設置電壓值的功能和參數指標。實(shí)驗結果表明：通過(guò)單片機MSP430軟件設計，對PI調節選定合理參數及開(kāi)關(guān)頻率，能達到穩壓的效果。