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本系统以双H桥降压电路为核心，以MSP430F149单片机控制PWM信号的发生，单片机根据反馈信号对PWM信号做出调整，进行可靠的闭环控制，从而实现稳压输出。 系统主要由主控制器、锂电池电源、Boost升压模块、双H桥降压模块、键盘及显示模块构成。其中Boost电路将锂电池提供的12V升压为24V，为双H桥提供电源。主控制器根据输出端采集的反馈信号调整输出的PWM信号，以控制双H桥的输出达到设定的电压。 通过测试，系统能够正常工作，输出电压3～20V，产生的绝对误差均在0~0.1V范围内，能够达到较高精度。 关键词: 数控电源DC-DC MSP430F149 双H桥 1. 引言在实验室中，我们会用到各种不同电压大小的电源，如较为常见的5V、12V、3.3V电源。这些电源在实验室中我们用一些“直流稳压电源”（如江苏扬中华高仪器设备有限公司生产的HG63303直流稳压电源）就可容易得到，但当我们在实验室外，假设我们无法利用220V的交流电，或者很难携带一个体积稍大的“直流稳压电源”，因此我们也就很难利用这些“直流稳压电源”来产生我们所需要的电压，而因为一些可充电电池（如大容量锂离子可充电池）的体积比较小，我们比较容易携带，所以我们可以利用可充电电池来提供我们所需要的各种电压大小的电源。 本系统设计的目的是充分利用可充电池的便携性，通过设计一定的硬件电路，从而利用其为我们提供电压大小在3～20V的电源。 在设计过程中，有待解决的问题主要是： ① 如何让输出12V的锂电池提供3~20V的电源，即如何设计既能实现升压也能实现降压的硬件电路； ② 如何让硬件电路工作在稳定的状态； ③ 如何实现人机交互，即我们通过键盘输入所需电压大小，系统即输出该大小的电压。 2. 系统方案 系统方案的总体框图如下： ![]()
下面详细说明以上框图各部分： ① Boost升压模块：为双H桥降压模块提供电压，且需该电压大于20V（考虑到我们预想输出的电压最大为20V），因此，同时为便于程序设计，将锂电池输出的12V升压为24V； ② 双H桥降压模块：受主控制器MSP430F149控制，输出键盘设定输出的电压； ③ 输出滤波：减小输出电压的纹波； ④ 负载：一个反馈输出电压回主控制器的电阻； ⑤ 键盘：设定系统输出电压； ⑥ 显示模块：显示设定电压，为LCD1602； ⑦ 主控制器MSP430F149：接受键盘输入、控制显示电路、控制降压模块并采样反馈回来的信号。 PS：因为我们所利用的可充电池有限流作用，因此我们并没有设计限流保护电路。 下面介绍系统工作流程： 第一步：升压模块将锂电池输出的12V升压为24V； 第二步：通过键盘设定输出电压，并将设定值显示在LCD1602上； 第三步：主控制器输出PWM去控制双H桥降压模块输出； 第四步：降压模块输出电压并经滤波，最后经负载反馈电压信号回主控制器； 第五步：主控制器采样反馈信号并将其与设定的电压值相比较，当反馈电压值在设定电压值±0.1V范围内时，主控制器输出占空比恒定的PWM；否则，主控制器输出的PWM的占空比自动加1%或减1%，并重复第三步。
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