基于MSP430F169的模拟装置

MSP430F169的这些特点十分适合开发的要求，选用MSP430F169可以轻松地实现连续的电压电流采集。单片机由此数据计数出实时功率后根据MPPT算法自动调整，当dP/dU>0时通过增加系统的输入阻抗增加实际得到的输入电压U以提高功率，反之则降低U ，最终达到dP/dU>0的最大功率点跟踪。

　　提高效率的方法

　　开关电源电路设计中的主要损耗包括：场效应管的导通电阻损耗和开关损耗；滤波电路中电感和电容的损耗；隔离变压器的钢损与铁损。综合考虑成本和性能，本电路选用了IRF540，其导通电阻仅为77m欧，其输入结果电容为1700pF。在带载额定电流1A时，全桥的静态功耗Pon=4×I2×Ron=0.308W。由于滤波电感和电容工作在高频下，起储能释能作用，因此电感要尽量减小内阻，并保留1mm磁隙防止饱和，电容则要选取等效串联电阻ESR较小的高频低阻类型，以减小在电容上产生的功率损耗，本设计中所用的电感线圈为多股漆包线并绕，以减小高频下导线集肤效应带来的损耗，并使用铁氧体材料的磁芯，以减小其磁滞损耗。电容则选用聚丙烯电容，它具有较好的高频特性、稳定性和较小的损耗。为减小隔离变压器T的损耗，导线的载流量选2.5A/mm2，选用冷轧钢带替代矽钢片。

　　滤波参数的设置

　　滤波电感使用直径36mm磁罐，加1mm磁隙，用0.4mm漆包线5股并绕20匝，实测电感为200霧左右；为减小通带衰减，取截止频率为5kHz，一百倍于基频，得C=4.7霧。为进一步减小正弦波谐波分量，又用60霩铁粉环电感与0.68霧电容进行了二次滤波，最终效果比较理想。

　　电路与程序设计

　　DC-AC电路

　　DC-AC逆变器由振荡原理的D类功率放大器构成，利用负反馈的高频自激，产生幅度较弱的高频振荡叠加在工频信号上，经过比较器产生高频SPWM开关信号通过浮栅驱动器驱动MOS管半桥。自振荡逆变器框图如图4所示。DA-AC逆变器原理图如图5所示。

由于负反馈在工频上是稳定的，因此输出的信号的放大倍数由R2与 R4的分压比决定，而自振荡（产生的SPWM）频率可通过微调补偿网络中的电阻、电容值进行调整，实际中综合考虑损耗和滤波电路的设计，选定频率约为28kHz，保证输出电压在功率电源HVDC范围内，比例放大系数选为12。这种逆变器自身闭环，整个电路只使用一个比较器，可以根据负载的变化自动调整SPWM的占空比，使输入/输出电压始终成比例关系。