基于msp430单片机的太阳能充电控制器设计

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1、万方数据第31卷第5期实验室研究与探索V。I．31No．52012年5月RESEARCHANDEXPLORATIONINLABORATORYMay．2012基于MSP430单片机的太阳能充电控制器设计邬丽娜，张波(苏州职、止大学电子信息工程系，江苏苏州215104)摘要：设计制作了一个太阳能充电控制器，可实现75w太阳能电池板对蓄电池的可靠充电。主要采用Cuk电路和光耦电压反馈，并利用TIJ494实现PWM控制，LM393加互补功放实现驱动。通过MSP430单片机和1602液晶进行电压采样和显示。经实验论证，本方案基本完成

2、了设计预期。关键词：Cuk电路；升降压DC／DC变换；PWM控制；MSP430单片机；太阳能充电控制器中图分类号：TK513．5文献标志码：A文章编号：1006—7167(2012)05—0070—03DesignofaSolarEnergyChargeControllerBasedonMSP430MCU形ULi·na．ZHANGBo(SchoolofElectronic＆InformationEngineering，SuzhouVocationalUniversity，Suzhou215104，China)Abstrac

3、t：Thispaperpresentsakindofso[atenergychargecontroller，whichmaychargethebatteriesreliablyandefficientlyby75wattsolarpanels．ThecontrollermainlyusestheCukcircuitandopticalcouplingvoltagefeedbackcircuit，andimplementsthePWMcontrolusingTL494．InthecircuittheLM393isusedwi

4、thacomplementarypoweramplifiertodrive．Finally．theMSP430MCUcontrol1602LCDarcusedtoachievevoltagesamplinganddisplay．Theexperimentaldemonstrationprovesthedesigncanfulfillitspurpose．Keywords：CUKcircuit；liftvoltageDC／DCtransform；PWMcontrol；MSP430MCU；solarenergychargeco

5、ntroller0引言目前我国家用光伏发电系统主要是直流系统。光伏电池发出的电能给蓄电池亢电，蓄电池可直接供电给各类负载。在实验室中考虑剑太阳能充电控制器可充分利用75w光伏电池板所产生的能量，更有效地利用太阳能11。在此采用以12V循环充电方式的蓄电池为例，进行实验论证。1系统设计利用模拟电子技术、电力电子技术和单片机信号采集处理技术完成太阳能电池板对蓄电池充电的控制过程中，Cuk电路实现升降压变化，隔离反馈实现恒压充电，PWM控制与驱动能根据反馈信号情况控制Cuk电路工作口3。最终通过电压采样和液晶显示充电控制的效果。

6、具体系统框图如图1所示。收稿El期：ZOIl一08～24作者简介：邬丽娜(1976一)，女，江苏苏州人，硕上，讲师，研究h向：单片机和嵌入式系统。Tel．：13915513401；E-mail：win@jB8vc．edu．cn图1系统框图DC／DC变换拓扑结构的选择采用Cuk电路，该电路实际上就是Boost—Buck电路，可通过控制功率开关管的导通与时间比来实现电压的变换，还能够实现升降压。而且该电路输入电流连续，开关管公共端接地。PWM控制采用专用集成芯片如TL494。集成电路有性能稳定、精度较高、自带电源基准，易于实现

7、闭环控制、所需的外围元件少、产生的PWM信号频率高、以及毋需复杂的编程等优点旧。。反馈电路方案选择采用光耦隔离TIA31的形式。这种反馈性号与输出信号隔离，反馈精度高，易于达到要求。采用MOS管的专用集成芯片如IR2110驱动。该芯片栅极驱动电压万方数据第5炳邬丽娜，等：基于MSP430单片机的太阳能充电控制器设计7l范围宽(10～20V)，施密特逻辑输入，输入电平与，I’1-L及COMS电平兼容，死区时间内置，输出、输入同相，低边输出死区时间调整后与输入反相。而且专用集成芯片性能好、体积小，故选用MOS管的专用集成芯片I

8、R2110来驱动‘“。2系统实现2．1DC-DC转换电路--Cuk电路Cuk电路足1种可升、降压的直流变换器电路，它基本可看成是升压电路和降压电路相结合的一种开关电路，其原理图如图2所示¨1。理论上其输入输出电压关系为：U。=一DU；／(1一D)，调节占空比D，即凋节开关管的导通与关断时间比来调节输出电