基于单片机控制的开关电源模块

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1、第2l卷第9期电子设计工程2013年5月Vo1．21No．9ElectronicDesignEngineeringMav．2013基亏单片机控制的开关电源模块吴杰，朱向冰，郝文良(安徽师范大学物理与电子信息工程学院，安徽芜湖241000)摘要：传统的开关电源一般以恒流或恒压工作，不能根据负载调节输出电压或电流，本文中，我们设计了一种数字控制的开关电源模块。该电源模块是以TI公司的MSP430为控制核心，通过数字PID调节器控制反馈输出采实现的首先介绍了该电源模块的工作原理及整体设计方案，其次介绍了部分关键电路的硬件设计，给出了主程序及部分子程序的流程图。与传

2、统的开关电源相比，该电源模块具有体积小、精度高、电路简单、输出电压连续可调等优点关键词：单片机：开关电源模块；数字控制；PID调节中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1674—6236(2013)09—0155—03Switchpowermodulebasedonsingle-chipmicrocomputerWUJie，ZHUXiang—bing，HAOWen—liang(CollegeofPhysicsandElectronicInformation，AnhuiNormalUniversity，Wuhu241000，China)Abstract：

3、WTraditonalswitchpowersupplymoduleusuallyworkswithconstentvoltageorconstentcurrent．ItcannotadjustoutputvoltageoroutputcurrentbasedtheloadInthispaper，wehavedesignedakindofdigitalcontrolswitchpowermodule．ThepowermodulebasedonTIcompanySMSP430asitscontrolcoreisachievedthroughthedigital

4、PIDregulatorcontrolfeedbackoutput．Firstlyintroducetheworkingprincipleofthepowermoduleandtheoveralldesignplan，secondlyintroducethehardwaredesignofpartofthekeycircuit，givethemainprogramandpartofpartonprogramflowchart．Comparedwiththetraditionalswitchpowermodule．Thepowermodulehastheadv

5、antagesofsmallsize，highprecision，simplecircuit，adjustingoutputvoltagecontinuously．Keywords：Microcontroller；switchingpowersupplymodule；digitalcontrol；PIDcontrol开关电源是利用现代电力电子技术控制功率开关管源模块可以方便外界及时地对其工作状态进行调整，并且能(MOSFET、IGBT)开通和关断的时间比率来稳定输出电压的根据负载进行自动调节。一种新型稳压电源，目前已广泛地应用于许多领域中[11。随着1工作原

6、理和总体设计方案科学技术的发展和电子产品的不断涌现，许多电子产品对电能质量的要求越来越高．一些原始电能已经无法满足用户的1．1工作原理需求，必须经过电能转换的处理后才能使用。传统的开关电本开关电源模块是由调压电路和单片机控制系统等部分源的主要控制方式是采用脉宽调制集成电路的输出PWM脉组成，调压电路改变输出电压，单片机控制系统负责处理采冲，采用模拟PID调节器进行脉宽调制，这种控制方式的缺集到的电信号，并反馈给调压电路。本开关电源模块采用数点为：体积庞大，电路结构复杂[21，外界不能及时地对其工作字控制方式，通过给定量和反馈量的比较得到偏差，并通过状态进行调

7、节，且一般以恒流或恒压工作，也不能根据负载数字PID调节器控制反馈输出．从而控制开关电源模块的输调节输出电压或电流。出。由MSP430单片机采用软件控制PID调节和反馈输出。为了解决上述控制方式的缺点，文中设计了一种以TI1．2总体设计方案公司的高性能MSP430单片机为控制核心的开关电源模块．整个系统由调压电路、辅助电源、采样电路以及单片机根据设定值和电源输出电压之差，由单片机直接对开关电源控制系统等几部分组成。总体设计框图如图1所示。模块的主电路实现数字控制。本开关电源模块控制核心是从图1中可以看到，电能从左侧输入，右侧输出。辅助电MSP430F449单

8、片机，它是TI公司生产的功能非常强大的单源给单片机供