程控直流稳压电源要点
16页1、2012 年吉林省电子设计竞赛设计与总结报告程控直流稳压电源( A 题)摘要直流稳压电源是电子技术领域不可缺少的设备, 目前直流稳压电源已朝着多功能和数字化的方向发展。本系统以MSP430I片机为核心结合数字反馈控制技术实现程序控制的直流稳压电源。 硬件主要包括: 单片机系统、 传统供电直流电源、升降压斩波电路、及由6N137光耦合组成的反馈电路等。软件系统使用模块 化形式编程,易维护。电路具有电压调整简便,读数直观,电压输出稳定,便于智能化管理的特点,有效地克服了传统电源的不足。测试符合各项指标要求。关键字:MSP43阴片机、540场效应管、数控、升降压斩波电路目录摘 要 21 .方案比较与论证 41.1 方案一 41.2 方案二 41.3 方案论证 52 主要硬件选择 52.1 单片机的选择 52.2 显示屏的选择 62.3 高频开关的选择 62.4 键盘的选择 63 系统设计 73.1 总体要求 73.2 总体设计 73.2.1 单片机的信号与控制的分析 83.2.2 PWM 占空比和频率的计算 83.3 电路的设计 93.3.1 单片机最小系统 93.3.2 显示电路设计 93
2、.3.3 直流电源的设计电路 93.3.4 数控反馈回路的设计 103.3.5 升降压斩波电路图 113.3.6 输出电流检测电路图 114 系统调试 124.1 测试方案 124.2 测试仪器 124.3 测试结果 124.4 结果分析 141 .方案比较与论证1.1 方案一以sepic斩波电路作为开关控制电路,如图1.2-1所示。该电路的基本工作原理是:当V处于通态时,E-L1-V回路和C1-V-L 2回路同时导电,L1和L2储 能。V处于断态时,E- L 1- C1-VD-负载(C2和R)回品&及L2-VD-负载回路同时导电,此阶段E和L1及向负载供电,同时也向 。充电,。储存的能量在V处于 通态时向L2转移图 1.2-11.2 方案二以升降压斩波电路作为开关控制电路, 如图1.2-2a所示。该电路的基本 工作原理是:当可控开关 V处于通态时,电源经V向电感L供电使其储存能量,此时电流为1 1,方向如图所示,同时电容C维持输出电压基本恒定并向负载供电。此后,使V关断,电感中储存的能量向负载释放,电流为11.3 方案论证升降压斩波电路为最基本的电路,从原理上并不优于方案一种的sep
3、ic电路,sepic电路中,电源电流和负载电流均为连续,有利于输入和输出滤波,而 且输出电压为正极性的。但是为了我们从另一个角度考虑, 解决问题,选择了最 基本的电路作为开关控制电路,提高解决问题的能力,同时也为问题的解决找出 新的思路。图 1.2-2a升降压斩波电路的波形2主要硬件选择2.1 单片机的选择题完成该题目要求的任务,有多种单片机可供我选择作为系统的控制单元, 由于我们知识有限,所以锁定 MCS5保歹I单片机和MSP43朦列单片机作为选择 范围。MCS5保列单片机是国内使用最多的产品,对其使用的技术很成熟。我们优 先考虑使用该系列的单片机作为系统控制单元, 我们所熟知的该系列的单片机没 有LCMg区动模块,为了达到题目要求的显示相关数据的目的,我们需要外接 LCM 驱动电路。MSP43原列单片机是一款16位超低功耗的产品,具有丰富的外部接口,该系列单片机有许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上,包括A/D转换,LCM驱动电路等,消除了使用 MCS5俾片机需要外接某些电路的麻烦, 可以使整个系统更加简洁。经过综上比较,我们选择了 MSP430F16卵片机作为我们的控
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