基于MSP430F169的程控开关稳压电源设计与分析

本文主要探讨了程控开关稳压电源的设计，这是一种利用现代电力电子技术来实现高效、高功率密度电源解决方案。开关电源的核心原理是通过控制开关管的开通和关断时间比例，以保持输出电压的稳定性。随着技术的发展，开关电源正朝着高频化、模块化和智能化的方向发展。 设计目标是构建一个输出电压范围在30V至36V之间，最大电流为2A的开关稳压电源，具备过流保护功能，以及可进行键盘设定和步进调整（步进值1V）的智能化特性。电源能够实时显示输出电压和电流信息，以提升用户操作的便利性和系统的透明度。 在方案论证和比较部分，作者提出了两种主控CPU的选择：方案一是采用AT89S51单片机，优点在于外接A/D和D/A转换器简单，但功能有限，设计复杂；方案二是选择超低功耗的MSP430F169单片机，其内部集成了A/D和D/A转换器，且支持在线调试，低功耗有利于提高整体效率，操作更加便捷。 在DC-DC主回路拓扑方面，文章分析了隔离和非隔离两种方案，由于考虑到效率和复杂性，最终选择了非隔离的非隔离方式，分别考虑了BUCK、BOOST和BUCK-BOOST三种拓扑。BUCK拓扑虽然易于实现，但无法满足所需输出电压范围；BOOST拓扑能满足要求，具有连续平滑的输出特性；而BUCK-BOOST由于控制复杂，仅用于需要升降压的情况，本设计仅需升压，因此选择BOOST拓扑。 控制方法方面，采用了单片机生成PWM波来控制开关，通过A/D采样反馈电压调节占空比，实现输出电压的精确控制。同时，通过监测负载电流，当电流超过设定阈值时，单片机关闭开关管，提供过流保护，这部分控制算法主要依赖于软件实现。 本文详细介绍了程控开关稳压电源设计的关键技术选型，包括控制器、拓扑结构和控制策略，旨在创建一个既高效又能适应现代电子系统需求的电源解决方案。