基于MSP430的双向DC—DC数控电源设计

基于MSP430的双向DC—DC数控电源设计

作者：侯智等

来源：《电子技术与软件工程》2015年第24期

摘 要双向DC-DC电源是伴随科技与生活生产的日益发展，对直流-直流变换器的需求逐渐增大的背景下而设计出的一种能够实现能量的双向流动，准确控制直流电压，提高利用效率的数控电源。该电源采用MSP430F149为控制核心，分为控制电路，主电路，检测电路三部分模块设计，各模块电路之间交互性强，通过各电路间的联调实现对电压电流的有效控制，亦可实现数字控制的目的。

【关键词】MSP430F149型单片机 双向DC-DC PWM控制

电源技术已经在当今社会起着不可缺少的作用，应用于各个行业。通过单片机控制的数控电源成为一种精确，可靠，便利的应用产品。而航天，电动汽车等诸多领域的电源系统已不只限于单向的直流电源供电，需要的是能够能量双向流动电源配置。我设计的这种双向DC-DC数控电源能在生活中帮助人们实现蓄电池的充电效果，且可以通过调控设置需要的电压电流，从而满足不同的供电要求。同时蓄电池在充电完毕后可反向通过该装置实现电能的逆向输出，为设备放电提供电能。整个充放电过程均通过单片机数字控制，自动检测实现恒压恒流的输出，也可人为设置不同的输出数值。 1 双向DC-DC数控电源的原理概述

电源以MSP430F149单片机控制，有输入，输出电流方向改变的功能，通过输出PWM方波与驱动电路连接，根据电压采样，电流采样电路的反馈信号，自动调节输出电压值电流值，并趋于稳定。电流变化率不高于1%，从而达到安全可靠地目的。电源可通过按键设置不同的输出电压电流数值，满足不同的供电要求，整个装置实现闭环回路，通过单片机自动调控，具有精准，安全，方便的优点。 2 电源硬件设计

2.1 电源主电路和驱动电路

我将半桥驱动器2104芯片用作驱动芯片，将两块PNP型MOS管用于主电路，通过输出两路互补的PWM方波驱动，实现充放电的双向流动。

通过测试，输出电压范围在0-40V，电流最大可达3A。如图1所示。

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2.2 电压，电流采样电路

我选取了高精度采样电阻作为电压，电流的采样，采样结果在电路输出端送到单片机分析处理。

2.3 控制电路

电源配置了具有低功耗，高效率的MSP430单片机，最小系统具有AD转换功能，并配置有12864液晶显示。如图2所示。 3 电源软件结构设计

软件程序主要由主程序，AD转换程序，显示程序，中断程序，按键程序组成，MSP430单片机通过定时器生成两路互补的PWM方波加到驱动电路中，电桥工作，输出电压值，电流值通过采样电路反馈到单片机中进行处理，达到控制电压电流的目的。按键电路可人为调整输出值，经测试，控制精确率在1%-2%之间，整个闭环回路运行稳定。如图3所示。 4 结语

电源在DC-DC充放电方面基本实现了预期设计要求，多次测试安全性高，输出较为稳定可靠，整个装置采用了低功耗，性能高的器件，提高了电源转换效率，可达到多个领域电源配置的要求，适用于双向电源供电的设备及电器用品。 参考文献

[1]胡大可.msp430系列超低功耗16位单片机原理与应用[M].北京：北京航空航天大学出版社.

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