基于單片機(jī)的降壓型dc-dc變換實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)_綜合設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-wenkub
2023-07-07 16:00:00 本頁(yè)面
【正文】 章 專業(yè)綜合設(shè)計(jì)的目的 專業(yè)綜合設(shè)計(jì)是學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的重要實(shí)踐教 學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行的一次綜合性專業(yè)設(shè)計(jì)訓(xùn)練。因此，近年來(lái) DCDC 變換器的研究倍受關(guān)注。 DCDC 變換器的種類較多，包括 6 種基本的斬波電路：降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、 Cuk 斬波電路、 Sepic 斬波電路和 Zeta 斬波電路，其中前兩種是最基本的電路 [1]。 圖 21升壓斬波電路 1．工作原理： 假設(shè) L和 C 值很大。 吉林化工學(xué)院 信息與控制工程學(xué)院 專業(yè)綜合 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 圖 22 升壓斬波電路工作波形 2．?dāng)?shù)量關(guān)系： （ 1） 設(shè) V 通態(tài)的時(shí)間為 ton，此階段 L 上積蓄的能量為 1onEIt ； （ 2） 設(shè) V 斷態(tài)的時(shí)間為 toff，則此期間電感 L 釋放能量為 ? ? 1U E Ito off ； （ 3） 穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期 T 中 L 積蓄能量與釋放能量相等 。 輸出電流的平均值 Io 為： RERUI ?1?? oo （ 27） 降壓斬波電路 降壓斬波電路（ Buck Chopper）的電路結(jié)構(gòu)如圖 23 所示。 （ 2） t=t1 時(shí)控制 V 關(guān)斷，二極管 VD 續(xù)流，負(fù)載電壓 Uo 近似為零，負(fù)載電流呈指數(shù)曲線下降。 A小于等于 1， 可將降壓斬波器看作直流降壓變壓器。 MSP430F169 單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖如圖 31 所示。當(dāng)系統(tǒng)處于省電的低功耗狀態(tài)時(shí)，用中斷請(qǐng)求將它喚醒只用 6us。 上電復(fù)位后，首先由 DCOCLK 啟動(dòng) CPU，以保證程序從正確的位置開(kāi)始執(zhí)行，保證晶體振蕩器有足夠的起振及穩(wěn)定時(shí)間。 LCM12864 系列產(chǎn)品軟件特性如下： 基于單片機(jī)的降壓型 DCDC變換實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 8 1． 文字與圖形混合顯示功能 ； 2． 畫(huà)面清除功能 ； 3． 光標(biāo)歸位功能 ； 4. 顯示開(kāi) /關(guān)功能 ； 5． 光標(biāo)顯示 /隱藏功能 ； 6． 顯示字體閃爍功能 ； 7．光標(biāo)移位功能； 8． 顯示移位功能 ； 9． 垂直畫(huà)面旋轉(zhuǎn)功能 ； 10． 反白顯示功能 ； 11． 休眠模式 。 由 MSP430F169 芯片、復(fù)位電路、低速時(shí)鐘電路（ 32768Hz） 和 高速時(shí)鐘電路（ 8MHz）等元件構(gòu)成 [6]。 圖 43降壓斬波電路 吉林化工學(xué)院 信息與控制工程學(xué)院 專業(yè)綜合 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 作原理 （ 1） t=0 時(shí)刻驅(qū)動(dòng) V導(dǎo)通，電源 E 向負(fù)載供電，負(fù)載電壓 uo=E，負(fù)載電流 io 按指數(shù)曲線上升。 數(shù)量關(guān)系 （ 1） 電流連續(xù) 時(shí) 負(fù)載電壓平均值 設(shè)連續(xù)電流為 Io，根據(jù)能量守恒定律，一個(gè)周期輸出能量為 EIt oon ，負(fù)載和蓄電池吸收能量為UItt ooff oon )+( ，得： EαETtEtt tU ==+= ono f fon ono 其中 ， ton— V 通的時(shí)間 ； toff— V 斷的時(shí)間 ； a— 導(dǎo)通占空比 。 基于單片機(jī)的降壓型 DCDC變換實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 12 1uFCb4Cb2510Rb4510Rb4Rx1Rvref470uf/25v+ CQ_90131kRb2Q_9540LABtest1PWM83267451U1ADOP07AQ25KR110KR2R5GND+5V5V100KRtest1500KRp1test2C122uFC2實(shí)驗(yàn)臺(tái)VDD地實(shí)驗(yàn)臺(tái)VDD+ 圖 44 MSP430F169單片機(jī) 硬件 電路 整流濾波電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的電源輸入為交流 220V的電網(wǎng)電壓（即市電），通過(guò)交流變壓器將其轉(zhuǎn)換為 10V 的交流電，經(jīng)橋式整流電路和濾波電 路后把交流電轉(zhuǎn)換為直流電，如圖 45 所示。在電源電壓 u的正、負(fù)半周內(nèi)電流通過(guò)負(fù)載方向相同，屬全波整流。 由于穩(wěn)壓 芯片 具有穩(wěn)壓精度高、工作穩(wěn)定可靠、外圍電路簡(jiǎn)單、體積小、重量輕等顯箸優(yōu)點(diǎn)，在各種電源電路中得到了普遍的應(yīng)用。 12V、177。 鍵盤電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)能根據(jù)操作者的設(shè)定值輸出相應(yīng)的直流電壓，所需按鍵數(shù)量很少，可使用按鍵與單片機(jī)的 I/O 口直接連接的方法構(gòu)成，具體電路如圖 46 所示。 MSP430F169 單片機(jī)系統(tǒng)包括單片機(jī)芯片、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、按鍵電路和顯示電路。 本設(shè)計(jì)通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)證明，設(shè)計(jì)合理，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 程序由 MSP430 系列單片機(jī)專用 C 語(yǔ)言 C430 編寫，程序經(jīng)驗(yàn)證，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 基于單片機(jī)的降壓型 DCDC變換實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 14 圖 46 鍵盤電路 吉林化工學(xué)院 信息與控制工程學(xué)院 專業(yè)綜合 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)介紹了基于 MSP430F169 單片機(jī)的降壓式 DCDC 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 18V等規(guī)格，最大輸出電流為 。 5V、177。對(duì)小負(fù)載的電源，僅采用電容慮波即可。由于要進(jìn)行 DCDC 變換
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