摘要：传统的开关电源一般以恒流或恒压作业，不能依据负载调理输出电压或电流，本文中，咱们规划了一种数字操控的开关电源模块。该电源模块是以TI公司的MSP430为操控中心，经过数字PID调理器操控反响输出来完成的。首要介绍了该电源模块的作业原理及全体规划方案，其次介绍了部分要害电路的硬件规划，给出了主程序及部分子程序的流程图。与传统的开关电源比较，该电源模块具有体积小、精度高、电路简略、输出电压接连可调等长处。
要害词：单片机；开关电源模块；数字操控；PID调理
开关电源是运用现代电力电子技术操控功率开关管(MOSFET、IGBT)注册和关断的时刻比率来安稳输出电压的一种新式稳压电源，现在已广泛地应用于许多领域中。跟着科学技术的开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，一些原始电能现已无法满意用户的需求，有必要经过电能转化的处理后才干运用。传统的开关电源的首要操控方法是选用脉宽调制集成电路的输出PWM脉冲，选用模仿PID调理器进行脉宽调制，这种操控方法的缺陷为：体积巨大，电路结构杂乱，外界不能及时地对其作业状况进行调理，且一般以恒流或恒压作业，也不能依据负载调理输出电压或电流。
为了处理上述操控方法的缺陷，文中规划了一种以TI公司的高性能MSP430单片机为操控中心的开关电源模块，依据设定值和电源输出电压之差，由单片机直接对开关电源模块的主电路完成数字操控。本开关电源模块操控中心是MSP430F449单片机，它是TI公司出产的功用十分强壮的单片机，其低功耗的长处满意了电源模块高功率的要求。本电源模块能够便利外界及时地对其作业状况进行调整，并且能依据负载进行主动调理。
1 作业原理和整体规划方案
1．1 作业原理
本开关电源模块是由调压电路和单片机操控系统等部分组成，调压电路改动输出电压，单片机操控系统负责处理收集到的电信号，并反响给调压电路。本开关电源模块选用数字操控方法，经过给定量和反响量的比较得到差错，并经过数字PID调理器操控反响输出，然后操控开关电源模块的输出。由MSP430单片机选用软件操控PID调理和反响输出。
1．2 整体规划方案
整个系统由调压电路、辅佐电源、采样电路以及单片机操控系统等几部分组成。整体规划框图如图1所示。
从图1中能够看到，电能从左边输入，右侧输出。辅佐电源给单片机供电。运用MSP430F449单片机高速ADC转化通道实时收集输出电压与输出电流，并与设定值比较，依据收集值和设定值之间的差错进行PID调理。
2 硬件规划
2．1 调压电路及采样电路规划
如图2所示，调理电路由U1、功率MOSFET等构成。U1是TPS40304，是调理电路的中心，该芯片供给了各种可编程功用，包含软启动规划、过电流维护、环路补偿，该芯片的2号引脚是软启动编程引脚，连接到GND的电容CSS为软启动供给时刻延迟。比较传统的一般的整流二极管，导通电阻低的MOSFET整流管压下降，在低压大电流场合，能够下降损耗，大大的提高了电源的功率。
采样电路由U2、R3、R4、RR1和RR2构成。U2是MAX9934电流检测放大器，MAX9934的RS+和RS-引脚接在R3的两头，该芯片的OUT引脚的输出电流经过电阻R4发生输出电压，该输出电压与R3两头的电压成正比，反响了负载电流，该电压由MSP430单片机采样。从电阻RR1和RR2的中心获得电压信号传给MSP430单片机的一个AD引脚，由单片机采样，检测输出电压。
2．2 键盘操控和液晶显现模块
经过键盘能够完成电压参考值的设定，输出电压和电流的切换显现。因为MSP430F449单片机带有内部LCD驱动模块，能够直接将液晶显现模块连接在芯片的驱动端口，显现电压和电流的收集值。也能够撤销键盘和显现模块，用MSP430F449自带的I2C接口，输入和输出电压与电流值，不只能够减小体积，便利集成化，还能够接纳其他电路传递来的操控信号。
