基于MSP430F169的模擬裝置

　　MSP430F169的這些特點十分適合開發(fā)的要求，選用MSP430F169可以輕松地實現(xiàn)連續(xù)的電壓電流采集。單片機(jī)由此數(shù)據(jù)計數(shù)出實時功率后根據(jù)MPPT算法自動調(diào)整，當(dāng)dP/dU>0時通過增加系統(tǒng)的輸入阻抗增加實際得到的輸入電壓U以提高功率，反之則降低U ，最終達(dá)到dP/dU>0的最大功率點跟蹤。

　　提高效率的方法

　　開關(guān)電源電路設(shè)計中的主要損耗包括：場效應(yīng)管的導(dǎo)通電阻損耗和開關(guān)損耗；濾波電路中電感和電容的損耗；隔離變壓器的鋼損與鐵損。綜合考慮成本和性能，本電路選用了IRF540，其導(dǎo)通電阻僅為77m歐，其輸入結(jié)果電容為1700pF。在帶載額定電流1A時，全橋的靜態(tài)功耗Pon=4×I2×Ron=0.308W。由于濾波電感和電容工作在高頻下，起儲能釋能作用，因此電感要盡量減小內(nèi)阻，并保留1mm磁隙防止飽和，電容則要選取等效串聯(lián)電阻ESR較小的高頻低阻類型，以減小在電容上產(chǎn)生的功率損耗，本設(shè)計中所用的電感線圈為多股漆包線并繞，以減小高頻下導(dǎo)線集膚效應(yīng)帶來的損耗，并使用鐵氧體材料的磁芯，以減小其磁滯損耗。電容則選用聚丙烯電容，它具有較好的高頻特性、穩(wěn)定性和較小的損耗。為減小隔離變壓器T的損耗，導(dǎo)線的載流量選2.5A/mm2，選用冷軋鋼帶替代矽鋼片。

　　濾波參數(shù)的設(shè)置

　　濾波電感使用直徑36mm磁罐，加1mm磁隙，用0.4mm漆包線5股并繞20匝，實測電感為200霧左右；為減小通帶衰減，取截止頻率為5kHz，一百倍于基頻，得C=4.7霧。為進(jìn)一步減小正弦波諧波分量，又用60霩鐵粉環(huán)電感與0.68霧電容進(jìn)行了二次濾波，最終效果比較理想。

　　電路與程序設(shè)計

　　DC-AC電路

　　DC-AC逆變器由振蕩原理的D類功率放大器構(gòu)成，利用負(fù)反饋的高頻自激，產(chǎn)生幅度較弱的高頻振蕩疊加在工頻信號上，經(jīng)過比較器產(chǎn)生高頻SPWM開關(guān)信號通過浮柵驅(qū)動器驅(qū)動MOS管半橋。自振蕩逆變器框圖如圖4所示。DA-AC逆變器原理圖如圖5所示。

　　由于負(fù)反饋在工頻上是穩(wěn)定的，因此輸出的信號的放大倍數(shù)由R2與 R4的分壓比決定，而自振蕩（產(chǎn)生的SPWM）頻率可通過微調(diào)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)中的電阻、電容值進(jìn)行調(diào)整，實際中綜合考慮損耗和濾波電路的設(shè)計，選定頻率約為28kHz，保證輸出電壓在功率電源HVDC范圍內(nèi)，比例放大系數(shù)選為12。這種逆變器自身閉環(huán)，整個電路只使用一個比較器，可以根據(jù)負(fù)載的變化自動調(diào)整SPWM的占空比，使輸入/輸出電壓始終成比例關(guān)系。