基于单片机的降压型dc-dc变换实验系统设计

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1、吉林化工学院信控学院专业综合设计说明书基于单片机的降压型DC-DC变换实验系统设计学生学号：09580136学生姓名：崔虎专业班级：电气0901指导教师：刘刚职称：副教授起止日期：2012.08.27～2012.09.15吉林化工学院JilinInstituteofChemicalTechnology吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书课程设计任务书一．设计题目：基于单片机的降压型DC-DC变换实验系统设计二．设计目的1.理解降压型DC-DC变换基本原理；2.掌握电力场效应管、DLC滤波电路和MSP430单片机使用方法；3.理解MSP430单片机原理，掌握C430语言编程方法

2、。4.掌握闭环稳压程序和系统监控程序设计方法。三．设计任务及要求1.设计单片机和降压型DC-DC变换实验系统电路和系统监控程序；2.制作单片机的降压型DC-DC变换实验系统，实现PWM频率1KHz、10KHz和20KHz可选，开环和闭环工作模式可选。闭环控制直流输出电压5V-15V可调，最大输出电流1A，调压步进值0.1V。作品中必须留有示波器、测量仪表测量端子和与实验台连接端子。3.撰写设计说明书。四．设计时间及进度安排设计时间共三周（2012.8.27～2012.09.15）,具体安排如下表：周安排设计内容设计时间第一周学习MSP430单片机使用方法，查找相关资料。设计基于单片机的降

3、压型DC-DC变换实验系统电路图。2012.08.27～2012.09.02第二周设计MSP430单片机程序和焊装基于单片机的降压型DC-DC变换实验系统。2012.09.03～2012.09.09第三周完成基于单片机的降压型DC-DC变换实验系统调试，编写设计说明书。提交作品及设计说明书，评定专业综合设计成绩。2012.09.10～2012.09.15五．指导教师评语及学生成绩指导教师评语:2012年09月15日成绩指导教师(签字):-I-吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书目录-III-吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书第1章专业综合设计的目的专业综合设计是

4、学生理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。通过专业综合设计使学生获得以下几方面能力，为毕业设计（论文）奠定基础。1．进一步巩固和加深学生所学一门或几门相关专业课（或专业基础课）理论知识，培养学生设计、计算、绘图、计算机应用、文献查阅、报告撰写等基本技能；2．培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际问题的能力；3．培养学生的团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态度和严谨求实的工作作风。-15-吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书第2章总体电路说明2.1课题背景和意义DC-DC直流变换作为开关电源的一个重要组成部分，广泛应用于工业生产、家用电

5、器、计算机、航天卫星、军事科研等领域中，用于对电能进行转换、加工和调节。因此，近年来DC-DC变换器的研究倍受关注。随着软开关技术的发展，新颖的控制方法不断采用，DC-DC变换器也不断的朝着高效率、高可靠性的模块化开关电源方向发展。传统直流稳压电源中的DC-DC变换是通过粗调波段开关及细调电位器来调节的，这种变换稳压精度不高、电路结构复杂、不易校准，而采用单片机的数字式控制能使DC-DC变换较好地解决了以上问题。2.2DC-DC变换器的定义及分类直流斩波电路（DCChopper）的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也成为DC-DC变换器。DC-DC变换器的种类较多，包括6

6、种基本的斩波电路：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路，其中前两种是最基本的电路[1]。2.3DC-DC变换器的基本工作原理降压斩波电路和升压斩波电路的应用最为广泛，理解了这两种电路对理解其它类型的斩波电路有很大的帮助，下面分别对这两种斩波电路的工作原理进行介绍。2.3.1升压斩波电路降压斩波电路（BoostChopper）如图2-1所示。该电路中L是储能电感；V是全控型器件；VD是二极管；C是储能电容。图2-1升压斩波电路1．工作原理：假设L和C值很大。V处于通态时，电源E向电感L充电，电流恒定I1，电容C向负载R供电，输出电

7、压Uo恒定。V处于断态时，电源E和电感L同时向电容C充电，并向负载提供能量。升压斩波电路的工作波形如图2-2所示。-15-吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书图2-2升压斩波电路工作波形2．数量关系：（1）设V通态的时间为ton，此阶段L上积蓄的能量为；（2）设V断态的时间为toff，则此期间电感L释放能量为；（3）稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等。即（2-1）化简得：（2-2），输出电压高于电源电压，故为升