基于MSP430的高效双向DC-DC变换器设计

"这篇文档是关于2015年全国大学生电子设计竞赛中的一篇论文，主题是双向DC-DC变换器的设计。参赛者利用TI公司的MSP430F5529单片机作为核心控制器，设计了一个高效、高精度的双向DC-DC变换器，具备恒流充电、放电、过充保护和自动切换工作模式的能力。系统采用了同步整流技术和准方波零电压软开关技术以提升效率，并通过单片机输出带死区的互补PWM信号控制MOSFET的开关。驱动电路使用UCC27211驱动芯片配合CSD19506功率MOSFET，以及自举升压、浮地驱动技术。此外，系统还集成了电阻分压和INA282AIDR电流检测芯片来监测电压和电流，并有按键调节和屏幕显示功能。" 这篇论文详细介绍了如何设计一个基于MSP430F5529单片机的双向DC-DC变换器。双向DC-DC变换器是电力电子领域中的重要组成部分，它能实现电源的双向能量流动，即既能从直流电源向负载供电，也能从负载回收电能。论文中提到的系统采用闭环控制，能够实现恒流充电和放电，同时具有过充保护功能，确保电池不会被过度充电，增强了系统的安全性和可靠性。 系统的关键技术包括同步整流和准方波零电压软开关技术，两者都是为了提高变换器的效率。同步整流通过使用低导通电阻的MOSFET替代传统的二极管，减少损耗；准方波零电压软开关则是在开关过程中避免电压和电流同时存在，降低开关损耗，从而提高整体效率。 驱动电路部分，论文提到了使用UCC27211驱动芯片来驱动CSD19506功率MOSFET，这种驱动芯片可以提供足够的驱动能力，而CSD19506因其低导通电阻特性，能有效降低导通损耗。高侧MOSFET采用自举升压、浮地驱动方式，确保其在高压环境下正常工作。 电流和电压检测是系统监控和控制的基础。电阻分压电路用于测量电压，而INA282AIDR电流检测芯片则用于精确检测电流，这些数据可用于实时调整系统工作状态。此外，用户可以通过按键设定电流值，而系统会在液晶屏上显示当前的电压和电流读数，增加了交互性和可调性。 论文的后续部分详细阐述了方案论证、理论分析与计算、电路与程序设计、测试方案与结果，以及结论和心得，涵盖了从电路设计到实际应用的全过程，对于理解和实现类似系统有着重要的指导价值。