基于MSP430开关电源设计

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基于单片机MSP430F247稳压开关电源供电管理系统

基于单片机MSP430F247稳压开关电源供电管理系统

本科毕业设计(论文)资料湖南工业大学教务处2012届本科毕业设计(论文)资料第一部分毕业论文本科毕业设计(论文)2012年6月摘要在电源的实际使用过程中,各种负载对于供电的可靠性要求不同,当单台电源不能提供负载的全部容量的时,就需要多个电源模块并联使用,以提高电源的容量和运行的可靠性。

在实际的使用过程并不是简单的把各个电源并联使用就可以让电源平均承担功率。

这是由于电源各自参数的分散性,使得每个电源的开路电压和内阻均会存在差异,通常开关电源的内阻都非常小,因此开路电压很小的差异就会导致各电源的输出电流有较大的差异,这种状态会导致各个电源的寿命衰减不一致,达不到电源的可靠性和稳定性的要求,这就要求在电源并联使用过程中使用均流技术。

本设计采用超低功耗单片机MSP430F247为主要控制核心部件,应用同步BUCK拓扑结构作为高效率的DC-DC变换;设计并制作了开关电源模块并联供电系统。

应用AMSCS 原理和ECM控制模式实现动态均流控制;使用电流并联监视器件INA194作为电流检测;使用高效率TPS5430芯片设计辅助电源。

实现了系统在500mA-4A范围内可自动分配或者手动任意预制两路DC-DC模块的电流比大小并显示相关参数。

系统元件少,性价比高、系统效率高达85%以上、很好的完成了基本部分和发挥部分的要求。

关键字:MSP430F247,AMSCS,ECM,动态均流,效率ABSTRACTThis design uses the low power consumption MCU, MSP430F247 ,as the main control the core part and uses the application of synchronous BUCK topology structure as high efficiency of the DC-DC transform .The design is made up of the switch power supply module parallel power supply system and uses AMSCS principle and ECM control model to achieve dynamic all flow control. The design uses current parallel surveillance devices,INA194, as electric current detection and successfully uses a high efficiency chip, TPS5430, to design auxiliary power supply. Finally the design realized that current can be set range from 500 mA to 4 A automatically or manually arbitrary distribution prefabricated a DC-DC module of the current size ,and can display related parameters. The system is consist of less component, higher performance price ratio, especially the system efficiency is as high as 85% above. So the system accomplished the basic part and the expression part successfully.Key word:MSP430F247; AMSCS; ECM; Dynamic all flow; Efficiency目录摘要.......................................................... I I ABSTRACT ..................................................... I II 第一章绪论. (6)1.1选题意义及目的 (6)1.2设计任务 (6)1.3设计要求 (7)1.3.1基本要求 (7)1.3.2 发挥部分要求 (7)第二章本系统总体方案设计 (8)2.1.系统方案设计与论证 (8)2.1.1 DC-DC变换器方案论证 (8)2.1.2均流控制方法及实现方案 (8)2.1.3 系统整体框图 (9)2.2.理论分析与参数计算 (9)2.2.1 DC-DC变换器稳压方法 (9)2.2.2 电流电压检测分析与计算 (10)2.2.2.1 电压检测 (10)2.2.2.2 电流检测 (10)2.2.3 均流方法的分析 (11)2.2.4 过流保护及自恢复分析 (11)第三章硬件电路设计 (12)3.1DC-DC电路设计 (12)3.2电流采集电路设计 (13)3.3辅助供电模块设计 (13)第四章软件设计部分 (14)4.1IAR FOR430简介 (14)4.2软件流程图 (14)第五章系统测试 (16)5.1主要元器件 (16)5.2测试方法 (16)5.3测试仪器清单 (16)5.4负载调整额定功率测试 (16)5.5系统效率测试 (17)5.64A均流测试 (17)5.7任意比分流点测试 (17)5.8过流保护及自动自恢复功能 (18)5.9其它功能测试 (18)5.10误差分析 (18)第六章结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录 (22)控制程序 (22)第一章绪论1.1选题意义及目的随着电力电子技术的发展,电源技术被广泛应用于计算机、工业仪器仪表、军事、航天等领域,涉及到国民经济各行各业。

基于MSP430电池供电系统的电源管理设计

基于MSP430电池供电系统的电源管理设计

基于MSP430便携式仪表系统的电源管理设计关键字:MSP430F149, 比较器A,超级电容,电源管理1 引言随着仪器仪表技术的迅猛发展,它们的体积越来越小,可便携的能力也越来越强。

用于现场测量的仪器仪表很多都采用电池供电。

有的采用干电池供电,有的采用可充电的锂电池供电。

在电池欠压,或更换电池时,要有相应的电源管理机制告知处理器进行欠压报警,或掉电保护。

而以往的电源管理机制的缺点是电源管理电路复杂,功耗过大。

即增加成本,又不利于降低整机功耗。

仪器仪表系统几乎都是要求低功耗的。

美国德州仪器生产的MSP430系列的单片机因其丰富的片上资源,极低的功耗,使得它在便携式电池供电仪器仪表等测量系统上得到广泛的应用。

本设计利用MSP430F149片上集成的比较器A,和法拉电容来实现电池供电系统的电源管理。

2 MSP430F149介绍MSP430F149是TI公司生产的一款超低功耗单片机,能够在1.8V~3.6V电压,1MHZ的时钟条件下运行,具有5种节电模式,耗电流为0.1uA~400uA,能够在数据检测时充分节电,满足电池供电下的节能要求;具有强大的处理能力(RISC结构,8MHZ晶体,驱动指令周期125ns)和丰富的片内外设(60KB+256B Flash,2KB RAM,12位A/D转换,2个串口/SPI接口,48个I/O口,模拟比较器A等)。

MSP430F11X1、MSP430F12XX、MSP430F13/14/15/16X、MSP430F4XX都含有比较器A(Comparator_A),它是为精确地比较测量而设计的,如电池电压监测、产生外部模拟信号、测量电流、电容和电阻,结合其他模块还可实现精确的AD模数转换功能。

比较器A是工业仪表、手持式仪表等产品设计中的理想选择。

3 电源管理系统硬件设计整个电源管理系统电路包括16位的单片机MSP430F149、稳压电源模块(TPS76933)、电池电压处理模块、超级电容电路模块、单片机复位电路模块、晶体振荡器电路模块(32768HZ 钟表晶振)。

MSP430单片机在电力系统中对开关电源控制的设计

MSP430单片机在电力系统中对开关电源控制的设计

MSP430单片机在电力系统中对开关电源控制的设计
1 引言
MSP430 系列单片机是美国德州仪器(TI)1996 年开始推向市场的一种16 位超低功耗的混合信号处理器. 由于其超低功耗、强大的处理能力、高性能模拟技术及丰富的片上外围模块、系统工作稳定、方便高效的开发环境得到广大用户的高度评价。

本文采用MSP430 单片机控制开关电源时期稳定运行。

2 系统设计
本系统采用MSP430F155 型号单片机实现对开关电源的稳定控制,主要包括如下几个部分:MSP430 核心部分、反馈信号处理部分、信号输出给定部分、控制电路部分、通讯部分及CPU 外围电路。

系统总体结构如图1 所示:
图1 系统总体结构
3 硬件部分设计
3.1 MSP430 核心部分
MSP430F155 单片机具有非常丰富的片内资源,因此,最小系统无需配置过多的外围接口芯片就可满足本系统要求,其最小系统组成如图2 所示。

本系统基础时钟LFXT1 振荡器工作在低频模式,外接低速晶振,作为内部时钟源。

LFXT2 振荡器外接8M 晶振,工作于高频模式,作为其他外围模块的时钟源。

图2 系统整体结构
3.2 反馈信号处理部分
反馈信号处理部分主要完成强电信号与弱电信号之间的隔离和变换,该电路包括电压信号分压电路、电流信号放大电路、电平提升电路和滤波电路等。

3.2.1 电压信号转换电路。

基于MSP430开关电源设计

基于MSP430开关电源设计

单片机实现开关电源的设计2011-10-31 12:08:53 来源:互联网关键字:单片机开关电源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。

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ADCl2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 采样电路采样电路为电压采集与电流采集电路,采样电路如图3所示。

其中P6.O,P6.1为MSP430芯片的采样通道,P6.O为电压采集,P6.1为电流采集。

一款基于MSP430的高功率因数电源电路设计方案

一款基于MSP430的高功率因数电源电路设计方案

一款基于MSP430的高功率因数电源电路设计方案在电力网的运行中,功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度,我们希望的是功率因数越大越好。

这样电路中的无功功率可以降到最小,视在功率将大部分转换为有功功率,从而提高电能输送的效率。

提高功率因数必须从相位校正技术和谐波消除技术两个方面考虑,无功分量基本上为高次谐波,谐波电流在输电线路阻抗上的压降会使电网电压发生畸变,影响供电系统的供电质量,谐波会增加电网电路的损耗。

解决用电设备谐波污染的主要途径有两种: 一是增设电网补偿设备(有源滤波器和无源滤波器)以补偿电力电子设备、装置产生的谐波;二是改进电力电子装置本身,使之不产生或产生很小的谐波,如采用功率因数校正技术。

两者相比较前者是消极的方法,即在装置产生谐波后,进行集中补偿;后者是积极的方法,也是谐波抑制的重要方法。

减小谐波污染、提高功率因数,对于提高电网电质量和用电效率、缓解我国的能源短缺问题等都具有重要的现实意义。

本系统基于MSP430 的高功率因数电源对功率因数校正进行了一定的研究,MSP430 是低功耗单片机,将低功耗单片机与功率因数校正相结合具有深层次的研发意义。

 系统总体方案设计及实现方框图 系统主要包括整流、功率因数校正、Boost 升压等几个部分。

电源变压器将较高的市电电压降低到符合整流电路所需要的交流电压,经整流电路后得到直流电。

将得到的直流电送入Boost 升压电路进行升压,Boost 电路的输出电压极性与输入电压极性相同,但总高于输入电压,输入电流连续、输出电压与负载电流无关,输出阻抗非常低,通过控制开关管通断的占空比来控制输出电压。

PFC 控制部分采用有源PFC(也称主动式PFC) 功率因数校正可。

MSP430实现的多路电源开关控制器

MSP430实现的多路电源开关控制器

基于MSP430G2211实现的多路电源开关控制器第一章作品概述 (2)第一节基本情况 (2)第二节软硬件总体设计方案 (2)第二章作品硬件系统设计 (4)第一节MSP430G2系列Launchpad开发板组成及硬件资源情况介绍 (4)第二节关键器件选型以及性能指标参数 (4)第三节单元电路介绍 (5)第五节PCB板设计要求和注意事项 (9)第六节安装调试注意事项 (12)第三章作品软件系统设计 (14)第一节程序流程图介绍 (14)第二节CCS设计与调试方法介绍 (19)第四章总结与思考 (23)第一章作品概述第一节基本情况本作品使用MSP430G2211单片机实现了通过按键对四路功率继电器进行选择控制,达到对四路交流电源加电/断电的控制要求,由于是对220V市电进行控制,所以作品中尽可能的考虑了使用安全问题,使用了隔离电路以及在每一路上都有功率限制。

第二节软硬件总体设计方案系统总体设计框图如下图1.1 系统总体设计框图为了实现安全的控制220V的交流电,本作品使用隔离控制大功率继电器的方式实现。

220V交流电引入系统后,经过继电器和保险管后再经过四路插座输出。

在控制继电器的方式上,为了安全起见,控制信号通过光耦隔离之后控制继电器。

本作品可以实现4路220W 的功率输出控制。

各个模块之间的具体工作关系如下,用户通过键盘像MSP430处理器发送命令,MSP430G2211处理器在检测到案件后,会对相应的继电器控制I/O置位,注意此时的控制信号是隔离之前的信号;此信号经过隔离模块之后交给控制模块,用来控制相应的继电器动作,从而使得不同的通道导通。

第二章作品硬件系统设计第一节MSP430G2系列Launchpad开发板组成及硬件资源情况介绍MSP430G2系列Launchpad是TI推出的一款低成本的开发平台。

它适用于适用于TI 最新MSP430G2xx 系列产品其基于USB 的集成型仿真器可提供为全系列MSP430G2xx 器件开发应用所必需的所有软、硬件。

基于msp430f149的Boost型开关电源设计

基于msp430f149的Boost型开关电源设计

经整流滤波 电路 后经过 DC / DC 变换器, 采用 Bo o s t升 压斩 波电
路 DC / DC 变换【 : ] , 如 图 2 所示:
图 2 升压斩波 电路
3 . 2 采 样 电路 5 小 结
图 4 软 件 流 程 图
采 样 电路为 电压采集 与 电流 采集 电路, 采样 电路如 图 3 所 示 。其 中 P 6 . 0, P 6 . 1 为 MS P 4 3 0 芯片 的采样通道, P 6 . 0 为电 压 采集, P 6 . 1为 电流采集 。
通过计, 对 P I调节 选定合理参数及开关频率, 能达到稳压 的
效果, 使 以上指标 能达到 良好的效果 。
6 结 语
本开关稳压 电源设计采用 MS P 4 3 0 F 1 4 9以P WM 控制技术, 闭环 P I调节 , 高精度 的 1 2 位 D 转换为基础, 完成 了采样值显
三 极 管 到 MOS F ET 。M S P 4 3 0产生的 P WM 波 经 过 光 耦 输 出
此开关 电源用 ms p 4 3 0 f 1 4 9控制 P 1 l j 『 M 驱动 电路 , 包括 DC — D C
主 回 路 ,采 用 B o o s t升 压 斩波 电 路 、过 流 保 护 电路 和 A /D电 路 。
~ 基 于 ms p 4 3 0 f 1 4 9的 B o o s t 型 开 关 电源设计
王 宇
( 长江大学工程技 术学 院 ) 摘 要 :m s p 4 3 0 f 1 4 9的开关 电源硬件 电路 由整流滤波 电路 、升压 斩波电路 、P W M 驱动 电路及保护 电路组成 。包括 P W M 驱动 电路 、
1 2位 高精度 A /D 采集 、过流保护等模决 的设计 , 同时具有键盘设 定、液晶显 示实时等功能。

基于 MSP430的开关电源软硬件系统设计

基于 MSP430的开关电源软硬件系统设计

基于 MSP430的开关电源软硬件系统设计
裴素萍
【期刊名称】《科技风》
【年(卷),期】2012(000)012
【摘要】直流模块并联运行时必须确保每个模块分担相应的负载且输出电压相等,否则,并联的每个模块将分别运行于轻载、重载甚至过载的情况,这样输出电压低的模块将成为输出电压高的模块的负载。

本设计研制了由 MSP430作为控制器的
具有并联功能的开关电源系统,它具有恒压、恒流两种模式,两种模式可自动切换,克服了采用主从法分流一旦主控电源出现故障,整个系统将完全失控的可能性。

该电源模块由主电路、检测电路、调理电路、驱动电路和保护电路等部分组成。

系统采用双闭环 PWM 策略使其具有恒压、恒流功能,实验结果表明该系统能实现并
联的要求。

【总页数】2页(P93-93,101)
【作者】裴素萍
【作者单位】中原工学院电子信息学院,河南郑州 450007
【正文语种】中文
【相关文献】
1.一种基于MSP430单片机的开关电源设计 [J], 郭键;朱杰;董萍萍
2.基于MSP430单片机的开关电源模块并联供电系统 [J], 薛晓
3.基于MSP430的高功率因数程控开关电源设计 [J], 宋磊
4.手指脉搏血氧机的系统设计——基于MSP430F156的血氧系统设计 [J], 林立
男;伦佳乐
5.基于MSP430F2616的并联开关电源的设计与实现 [J], 符长友
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基于MSP430单片机的开关稳压电源设计

基于MSP430单片机的开关稳压电源设计

基于MSP430单片机的开关稳压电源设计
王晓雷;吴必瑞;蒋群
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2008(31)12
【摘要】介绍基于MSP430单片机的开关稳压电源的系统结构和总设计方案.该设计硬件电路由整流滤波电路、升压斩波电路、PWM驱动电路及保护电路组成.该系统的软件是在IAR Embedded Workbench开发环境下采用c语言编写,主要包括12位高精度A/D采集、PWM驱动电路、过流保护等模块的设计,同时具有键盘设定、液晶显示实时等功能.
【总页数】3页(P186-188)
【作者】王晓雷;吴必瑞;蒋群
【作者单位】中原工学院,河南,郑州450007;中原工学院,河南,郑州450007;中原工学院,河南,郑州450007
【正文语种】中文
【中图分类】TP368.1
【相关文献】
1.基于AD型单片机的中功率升压开关稳压电源设计 [J], 江国栋;徐丽萍
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一种基于MSP430单片机的开关电源设计

一种基于MSP430单片机的开关电源设计

vl g a eajs l T epw rhstec aatr tso vrurn poet nfr up t n w r l r asdb o aecnb dut e h o e a hrce sc f ec r t rtco o tu dl e e o ue y t b a . h ii o - e i o a o T c
波, P 即 WM 比较 器 输 出 的变 化 量 是 开 关 脉 宽 。所 以 , 输 出 若 上 升 . 差 放 大 器 的 输 出 电 压 下 降 , 空 比变 小 以 使 输 出 变 误 占 小 ; 之 则 误 差 放 大 器 的输 出 电压 上 升 , 反 占空 比 变 大 以 使 输 出 变 大 。 即为 开 关 电源 调 节 系 统 的 工 作 原 理 。 图 1 b c 此 是 uk

/2 1 1/ 3 1/ 4[ 将 Vs R 带 入 上式 得 : r= E F
圈 机械电 器 输出 压调 机械电 存在 磨 位 用作 电 整。 位器 机械
损 、 动 、 繁 动 作 容 易 损 坏 等 缺 点 。 另 外 , 作 可 调 式 直 流 震 频 用 稳 压 电 源 的 电压 调 整 还 存 在 着 调 压 困 难 、调 整 的 精 度 低 、 一 致 性 差 等 不 足 。 随着 电 子 技 术 的发 展 , 现 了利 用 数 字 电位 出 器 代 替 多 圈 电位 器 的 可 调 式 直 流 电源 。但 数 字 电 位 器 的输 出
关 键 词 :电 压 可 调 ;开 关 电源 ;直流 稳 压 ;分辨 力 ;过 流 保 护
中 图分 类 号 : N 6 T 8
文 献标 识码 : A
文 章 编 号 :1 7 — 2 6 2 1 ) 9 0 3 — 5 6 4 6 3 (0 2 1— 14 0

电路设计+基于MSP430F169程控开关电源设计

电路设计+基于MSP430F169程控开关电源设计

【电路设计】+基于MSP430F169程控开关电源设计本系统以TI MSP430F169为核心,电压可预置,步进电压为0.1V,输出电压范围为20V~36V,输出电流为0~2A。

可显示预置电压,实测电压,实测电流,实测效率。

该系统主要由最小单片机系统,PWM信号控制芯片 TL494,开关电源升压主回路,片上A/D以及片上D/A组成。

系统通过键盘预置电压值送给TL494形成闭环反馈回路,采样康铜丝上的电压间接推算出电流并显示。

本系统具有调整速度快,精度高,电压调整率低,负载调整率低,效率高,无需另加辅助电源板,输出纹波小等优点。

1.1 主控CPU的选择方案一:采用AT89S51单片机进行控制。

51单片机外接A/D和D/A比较简单,但是由于51单片机功能简单,对于这种复杂的系统来说做起来比较复杂。

方案二:采用超低功耗单片机MSP430F169,这是一个完全集成的混合信号系统级MCU芯片。

内部集成12的A/D和D/A芯片,且这个单片机资源非常丰富。

采用JTAG方式,可通过USB口在线下载调试,使用十分方便,并且低功耗便于整体效率的提高。

1.2 DC-DC主回路拓扑的方案选择DC-DC变换有隔离和非隔离两种。

输入输出隔离的方式虽然安全,但是由于隔离变压器的漏磁和损耗等会造成效率的降低,隔离变压器绕制复杂,所以选择非隔离方式,具体有以下几种方案:方案一:BUCK拓扑。

见图1,开关管V1受占空比为D的PWM波的控制,交替导通或截止,再经L和C滤波器在负载R上得到稳定直流输出电压Uo=D*Vd(D≤1),由于输入电压为18V,输出电压20~36V,故不能满足要求。

方案二:BOOST拓扑。

见图2,开关V1导通时电感储能,截止时电感能量输出。

只要电感绕制合理,能达到要求的输出电压30~36V,且输出电压Uo呈现连续平滑的特性。

方案三:BUCK-BOOST拓扑。

见图3,由于电路属于升降压拓扑,控制比较复杂,由于本题只需升压,故选择方案二。

基于MSP430单片机的开关稳压电源设计

基于MSP430单片机的开关稳压电源设计

基于MSP430单片机的开关稳压电源设计作者:王晓雷吴必瑞蒋群来源:《现代电子技术》2008年第12期摘要:介绍基于MSP430单片机的开关稳压电源的系统结构和总设计方案。

该设计硬件电路由整流滤波电路、升压斩波电路、PWM驱动电路及保护电路组成。

该系统的软件是在IAR Embedded Workbench开发环境下采用C语言编写,主要包括12位高精度A/D采集、PWM驱动电路、过流保护等模块的设计,同时具有键盘设定、液晶显示实时等功能。

关键词:MSP430;开关电源;PWM;升压斩波Design of Switching Regulated Power Supply Based on MSP430WANG Xiaolei,WU Birui,JIANG Qun(hongyuan Institute of Technology,hengzhou,450007,ChinaAbstract:This pape introduces a system structure of switching power supply based on MSP430 single chip computer and a total design project.The hardware includs load resistance of rectifier-filter circuits,boost chopper circuit,PWM driving circuit and protection circuit.The software adopts C language writing,to complete some designs of high precision A/D data acquisition of 12 bit,overload protection,in the meantime,it has the functions of setting of keyboard and display of real-time value.eywords:MSP430;switching power supply;PWM;boost chopping1 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(Mixed Signal 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。

基于MSP430的高功率因数程控开关电源设计

基于MSP430的高功率因数程控开关电源设计

基于MSP430的高功率因数程控开关电源设计宋磊【期刊名称】《延安大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(031)004【摘要】采用有源功率因数校正整流控制芯片UCC28019构成电压外环和电流内环的双闭环控制,设计出了一种高功率因数校正(APFC)电源。

系统采用MSP430F149单片机进行监控,完成输出电压的可调及相关测量参数显示功能,以及其它外围器件实现系统功率因数、输出电压、电流的实时测量、人机交互、输出过流保护等功能。

%A higher power factor correction (APFC)power is designed adopt active power hetor correction rectifier control chipUCC28019 constitute double - loop control of the voltage loop and inner current loop. The system uses the MSP430F149 to monitor the completion of the display features of adjustable output vohage and measurement pa- rameters, as well as other peripheral devices to achieve real - time measurement of the system power factor, output voltage, current, human - computer interaction, and output overeurrent protection function.【总页数】3页(P38-40)【作者】宋磊【作者单位】延安大学物理与电子信息学院,陕西延安716000【正文语种】中文【中图分类】TP313【相关文献】1.基于UCC28019的高功率因数开关电源设计与实现 [J], 胡晗;刘晓鹏2.一种基于MSP430单片机的开关电源设计 [J], 郭键;朱杰;董萍萍3.基于MSP430单片机的开关稳压电源设计 [J], 王晓雷;吴必瑞;蒋群4.基于UCC28019的310V/500W高功率因数开关电源设计 [J], 刘金华;周文辉;5.基于MSP430的高效率开关稳压电源设计 [J], 张孝宇;李亚品因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于MSP430实现的多路电源开关

基于MSP430实现的多路电源开关

第一节基本情况本作品使用MSP430G2211单片机实现了通过按键对四路功率继电器进行选择控制,达到对四路交流电源加电/断电的控制要求,由于是对220V市电进行控制,所以作品中尽可能的考虑了使用安全问题,使用了隔离电路以及在每一路上都有功率限制。

第二节软硬件总体设计方案系统总体设计框图如下图1.1 系统总体设计框图为了实现安全的控制220V的交流电,本作品使用隔离控制大功率继电器的方式实现。

220V交流电引入系统后,经过继电器和保险管后再经过四路插座输出。

在控制继电器的方式上,为了安全起见,控制信号通过光耦隔离之后控制继电器。

本作品可以实现4路220W 的功率输出控制。

各个模块之间的具体工作关系如下,用户通过键盘像MSP430处理器发送命令,MSP430G2211处理器在检测到案件后,会对相应的继电器控制I/O置位,注意此时的控制信号是隔离之前的信号;此信号经过隔离模块之后交给控制模块,用来控制相应的继电器动作,从而使得不同的通道导通。

第一章作品硬件系统设计第一节MSP430G2系列Launchpad开发板组成及硬件资源情况介绍MSP430G2系列Launchpad是TI推出的一款低成本的开发平台。

它适用于适用于TI 最新MSP430G2xx 系列产品其基于USB 的集成型仿真器可提供为全系列MSP430G2xx 器件开发应用所必需的所有软、硬件。

LaunchPad 具有集成的DIP 目标插座,可支持多达20 个引脚,从而使MSP430 Value Line 器件能够简便地插入LaunchPad 电路板中。

此外,其还可提供板上Flash 仿真工具,以直接连接至PC 轻松进行编程、调试和评估。

LaunchPad 试验板还能够对eZ430-RF2500T 目标板、eZ430-Chronos 手表模块eZ430-F2012T/F2013T 目标板进行编程。

此外,它还提供了从MSP430G2xx 器件到主机PC 或相连目标板的9600 波特UART 串行连接。

基于MSP430的高效率开关稳压电源设计

基于MSP430的高效率开关稳压电源设计

基于MSP430的高效率开关稳压电源设计张孝宇;李亚品【期刊名称】《现代计算机(专业版)》【年(卷),期】2014(000)015【摘要】Designs the AC-DC circuit module based on the switching power supply chip LM5118. The MSP430F16S MCU is used to monitor output voltage and output current. The design makes the output voltage and current basically stable, through the double closed loop control of voltage feedback and current feedback, which achieves output 36V and output 2A obtained. The system has the function of overload pro-tection and display of real-time value, and the efficiency of the circuit can reach up to 96%.%开关稳压电源系统采用LM5118芯片设计AC-DC电路模块,MSP430F169单片机监控输出电压、输出电流。

通过电压反馈和电流反馈的双闭环控制保证系统输出电压、电流的稳定,得到输出电压36V、输出电流2A。

该系统具有过流保护、实时测量和液晶实时显示的功能,电路转换效率高达96%。

【总页数】3页(P28-30)【作者】张孝宇;李亚品【作者单位】江苏师范大学电气工程及自动化学院,徐州 221116;江苏师范大学电气工程及自动化学院,徐州 221116【正文语种】中文【相关文献】1.高效率程控直流开关稳压电源 [J], 刘博文;李稳国;李金朋;刘羽鹏;宋歌;2.一种高效率的开关稳压电源的设计 [J], 疏中凡;罗振龙3.基于Si9112的高效率开关稳压电源 [J], 刘婵媛;石纲4.基于MSP430单片机的开关稳压电源设计 [J], 王晓雷;吴必瑞;蒋群5.一种高效率的开关稳压电源设计 [J], 王晓蕾;李庆华;王艳涛因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于msp430f169数控电源的设计

基于msp430f169数控电源的设计

目录1.引言 (1)2.系统方案设计与论证 (1)2.1方案论证与选择 (1)2.2系统整体方案 (2)3.系统硬件电路设计 (3)3.1单片机最小系统 (3)3.2功率放大电路 (7)3.3显示电路 (9)3.4按键电路 (10)4.系统软件的设计及系统测试 (10)4.1主程序 (12)4.2电压步进子程序 (13)4.3扩展输出子程序 (14)4.4系统测试 (14)5.小结 (15)参考文献 (16)致谢 (18)1. 引言电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术,服务于各行各业。

电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。

当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域随着经济全球化的发展,满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。

数控电源是从80年代才真正的发展起来的,期间系统的电力电子理论开始建立。

这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。

在以后的一段时间里,数控电源技术有了长足的发展。

但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。

因此数控电源主要的发展方向,是针对上述缺点不断加以改善。

单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。

新的变换技术和控制理论的不断发展,各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用,到90年代,已出现了数控精度达到0.05V的数控电源,功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。

从组成上,数控电源可分成器件、主电路与控制等三部分。

本设计以超低功耗单片机MSP430F169作为微控制器,利用MSP430F169 的内部AD和DA模块,实现步进0.1V,0~9.9V可调。

另外扩展输出正弦波、锯齿波信号,通过运算放大器和功率三极管电路产生符合设计要求的电压和电流信号。

可以通过8位独立键盘选择波形类型,并且应用液晶显示器显示电压值。

2. 系统方案设计与论证2.1 方案论证与选择本文所设计的数控直流电源与传统稳压电源相比具有操作方便、电压稳定度高的特点 其输出电压大小采用液晶显示,能应用不同的场合的需求。

一种基于MSP430单片机的开关电源设计

一种基于MSP430单片机的开关电源设计

一种基于MSP430单片机的开关电源设计郭键;朱杰;董萍萍【摘要】开关电源因其具有体积小、高效节能等优点而逐渐取代线性电源。

成为稳压电源的发展方向。

文中介绍了现有的直流开关电源的工作原理,分析了其不足之处,提出了新型的电压可调的开关电源的软硬件实现方式。

在不改变电源转换电路反馈的动态性能的前提下,实现了对输出电压的可调。

该电源还具有对输出的过流保护、较低的因电源温漂、时漂、元器件参数容差而造成的输出误差、较低成本、较高的输出分辨力等优点。

%Because of the advantages of small size, high efficiency and energy saving, switching power supply gradually replaces linear power and becomes the development direction of the power supply. The working principle and deficiencies of the existing DC switching power supply is analyzed. And hardware and software implementation of a new switching power supply with tunable voltages are put forward. In the premise of no change of the output voltage circuit feedback dynamic performance, output voltage can be adjustable. The power has the characteristics of over-current protection for output and lower error caused by temperature drift, time drift, component parameter tolerance and lower cost, higher output resolution, etc.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2012(020)019【总页数】5页(P134-138)【关键词】电压可调;开关电源;直流稳压;分辨力;过流保护【作者】郭键;朱杰;董萍萍【作者单位】北京物资学院信息学院,北京101149;北京物资学院信息学院,北京101149;北京物资学院信息学院,北京101149【正文语种】中文【中图分类】TN86在不同的电子产品研发过程中、一些电子设备检修场合、硬件电路的电气特性测试中都会需要不同电压值的直流电源,可调式直流稳压电源是各类电子设备不可或缺的组成部分。

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基于MSP430开关电源设计
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单片机实现开关电源的设计
2011-10-31 12:08:53 来源:互联网
关键字:单片机开关电源
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。

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ADCl2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
采样电路为电压采集与电流采集电路,采样电路如图3所示。

其中P6.O,P6.1为MSP430芯片的采样通道,P6.O为电压采集,P6.1为电流采集。

电压采集因为采样信号要输入单片机MSP430内部,其内部采样基准电压选为2.5 V,因此要将输入的采样电压限制在2.5 V之下,考虑安全裕量则将输入电压限制在2 V 以下,当输入电压为36 V时,采样电压为:12/(12+200)×36=2.04 V,符合要求。

电流采集采用康铜丝进行采集。

首先考虑效率问题,康铜丝不能选择过大,同时MSP430基准电压为2.5 V,且所需康铜丝需自制。

考虑以上方面在康铜丝阻值选取上约为O.1Ω。

3.3 PWM驱动电路的设计
电力MOSFET驱动功率小,采用三极管驱动即可满足要求,驱动电路如图4所示。

由于单片机为弱电系统,为保证安全需要与强电侧隔离,防止强电侧的电压回流,烧坏MSP430,先用开关光耦进行光电隔离,再经三极管到MOSFET的驱动电路IR210l。

MSP430产生的PWM波,经过光耦及后面的IR2101芯片,在芯片的5管脚输出的PWM 波接到MOS—FET的门极G端,使其工作。

IR2101是专门用来驱动耐高压高频率的N 沟道MOSFET和IGBT的。

它是一个8管脚的芯片,其具有高低侧的输出参考电平。

门极提供的电压范围是10~20 V。

3.4 保护电路的设计过电流保护是一种电源负载保护功能,以避免发生包括输出端子上的短路在内的过负载输出电流对电源和负载的损坏。

当电流大于限定值的时候,使用继电器常闭触点断开进行保护。

用MSP430单片机控制继电器的常开常闭的吸合,实现自动恢复电路工作的功能。

如图5所示:
4 软件设计
MSP430单片机内部具有高、中、低速多个时钟源,可以灵活地配置给各模块使用以及工作于多种低功耗模式,大大降低控制电路的功耗提高整体效率;430F449有ADCl2模块能够实现12位精度的模数转换、硬件乘法器以及带有PWM输出功能的TIMERA 和TIMRB定时器,使得整个电路不需要任何扩展就能完成对电源输出电压、电流的实时采集、PI控制、PWM输出;同时MSP430F449带有内部LCD驱动模块,直接将液晶显示屏连接在芯片的驱动端口即可,电路结构极为简单。

本设计的软件采用C语言编写,整个程序包括的子模块有:键盘控制模块、A/D电压和电流采集模块、PI控制模块和PWM波发生模块等几个部分,软件流程图如图6所示。

键盘控制和显示模块:通过键盘可实现电压参考值的设定,电压电流的切换显示。

通过LED实现参考电压的设定与显示,通过LCD显示电压和电流的采集值。

AD电压和电流采集模块:通过MSP430单片机的12位A/D转换模块,对系统输出的电压值和负载电流进行采集。

PI控制模块:此模块用来对系统输出电压进行控制,使输出电压稳定。

其控制原理如图7所示。

PWM波发生模块:利用MSP430单片机的TimerB定时器的比较功能,产生驱动MOSFET 的信号。

5 实验结果分析
通过单片机MSP430软件设计,对PI调节选定合理参数及开关频率,能达到稳压的效果,使以上前3个指标能达到良好的效果。

而能否对纹波电压限制,主要在于整流滤波电路中电容,因此高耐压的支撑电解电容的选取是重要的。

在选定开关元件之后,效率主要受开关频率的影响、储能电感的内阻以及线路中其他器件损耗影响,因此在器件选取上要注重其损耗的高低。

对此系统的进行综合测试,结果如表1所示。

6 结语
本开关稳压电源设计采用低功耗的TI公司的膈位单片机MSP430F449片机最小系统板为控制核心,以PWM控制技术,闭环PI调节,高精度的12位A/D转换为基础,完成了采样值显示与设置电压值的功能和参数指标。

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(本文转自电子工程世界:
/mndz/2011/1031/article_12763.html)。

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