基于Msp430單片機(jī)的直流電子負(fù)載設(shè)計(jì)

摘要 以Msp430F169單片機(jī)為控制芯片，通過設(shè)計(jì)外圍鍵盤液晶顯示模塊、A／D采集輸入電路、D／A轉(zhuǎn)換輸出電路、多路電源輸出模塊和恒流源輸出電路，配合系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，制作了一款可靠實(shí)用的直流電子負(fù)載。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試，該直流電子負(fù)載可靠性好、測量精確度高、抗干擾能力強(qiáng)，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞 Msp430F169；電子負(fù)載；恒流源

傳統(tǒng)的負(fù)載檢測將電阻、電容以及電感等串并聯(lián)組合模擬實(shí)際負(fù)載，這種做法負(fù)載形式單一、大小不能連續(xù)調(diào)節(jié)，且占用較大安裝空間，電能損耗大。直流電子負(fù)載克服了傳統(tǒng)負(fù)載的缺點(diǎn)，不僅能夠精確檢測負(fù)載電壓、調(diào)整負(fù)載電流，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)模擬負(fù)載短路。直流電子負(fù)載已成為開關(guān)電源相關(guān)設(shè)備調(diào)試檢測中的重要儀器。
文中設(shè)計(jì)了一款簡易的直流電子負(fù)載，采用Msp430F169微控制器作為程序和算法控制單元，配合基于MOSFET的恒流源電路，實(shí)現(xiàn)了直流電流輸出和負(fù)載電壓調(diào)制率測量的功能。

1 系統(tǒng)總體框圖和工作原理
1．1 系統(tǒng)總體框圖
根據(jù)直流電子負(fù)載的基本功能要求以及工作原理，系統(tǒng)主要包括：4 x 4鍵盤模塊、電源模塊、LCD12864顯示模塊、MCU控制模塊、恒流源模塊和電流、電壓采集模塊組成。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

1．2 直流電子負(fù)載工作原理
直流電子負(fù)載的設(shè)計(jì)基于電流反饋控制原理，采用運(yùn)算放大器和MOSFET進(jìn)行設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)原理圖如圖2所示。

其工作原理為：當(dāng)給定一個(gè)信號(hào)Vin時(shí)，如果R3上的電壓Vin，即運(yùn)放OPA2227的V->V+，則OPA2227輸出減小，也就降低了R3上的導(dǎo)通電流；反之，R3上的電流增加。如此反復(fù)調(diào)整，最終R3支路上的電流維持恒定值，達(dá)到恒流的效果。R3上的電流值等于Vin／R3，改變Vin可改變恒流值。Vin的值可用電位調(diào)節(jié)輸入或用DAC芯片輸出。