1開關電源電路的設計

　　系統(tǒng)中的開關電源電路為蓄電池的充電提供穩(wěn)定的電壓采用的是反激式的開關電源電路。反激式開關電源的電路比較簡單，比正激式開關電源少用了一個大的儲能濾波電感，以及一個續(xù)流二極管，因此，反激式開關電源的體積要比正激式開關電源的體積小，且成本也要低。此外，反激式開關電源輸出電壓受占空比的調制幅度，相對于正激式開關電源來要高很多，因此，反激式開關電源要求調控占空比的誤差信號幅度要比較低，誤差信號放大器的增益和動態(tài)范圍也要較小?；谶@些優(yōu)點，反激式開關電源在目前家電領域中被廣泛的應用。如圖2所示。

　　圖2 開關電源電路

　　開關電源電路控制芯片采用UC3842，UC3842是目前比較理想的新型的脈寬調制器。由該集成電路構成的開關穩(wěn)壓電源與電壓控制型脈寬調制開關穩(wěn)壓電源相比具有以下特點：

　　1）微調的振蕩器放電電流，可精確控制占空比;

　　2）電流模式工作到500kHz;

　　3）自動前饋補償;

　　4）鎖存脈寬調制，可逐周限流;

　　5）內部微調的參考電壓，帶欠壓鎖定;

　　6）大電流圖騰柱輸出;

　　7）欠壓鎖定，帶滯后;

　　8）低啟動和工作電流。

　　TL431稱為可調式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器，利用兩只外部電阻可設定2.5V~36V范圍內的任何基準電壓值。其工作原理是當輸出電壓U  0發(fā)生波動時，經電阻分壓后得到的取樣電壓就與TL431中的2.5V帶隙基準電壓進行比較，在陰極形成誤差電壓，使發(fā)光二極管的工作電流產生相應變化，再通過光耦去改變控制端電流Ic的大小，調節(jié)開關管的輸出占空比，使輸出電壓U0不變，從而達到穩(wěn)壓目的。

　　2 充放電電路的設計

　　本設計中的充放電過程主要由兩片P溝道的場效應管IRF9540N來完成。如圖3所示。Q2管控制系統(tǒng)的充電過程，而放電脈沖主要Q3來進行控制。

　　圖3 充放電電路圖

　　3 采集部分

　　在MSP430F149 中有1 個12 位精度的AD  轉換模塊ADC12。ADC12可以對8個外部模擬信號之一或4個內部電壓之一作轉換，由ADC內核把模擬信號轉換成12位數據并存入轉換存儲寄存器。內核用到2個參考電平，即VR+和VR-作為轉換范圍的上下限和讀數的量程值和“0”值。轉換數值在輸入信號大于等于VR+時為滿量程，小于等于VR-時為“0”。蓄電池端電壓通過兩個電阻R2和R6分壓方式，將單片機采樣電壓值AD1限制在輸入電壓量程范圍內。充電電流和放電電流都通過電阻轉化成相應的電壓值，送入單片機的AI口。三路AD采樣結果分別存儲在相應的ADC12MEMx寄存器中。

　　4驅動部分

　　根據三路AD采樣結果確定充電器的充電狀態(tài)后，由單片機輸出兩路占空比可調頻率為1kHz的PWM  波形PWM1和PWM2分別用來控制兩只三極管2N5551的導通程度，三極管集電極電流會隨著不同，再經電阻分壓后提供不同的電壓給場效應管的柵極，驅動MOSFET，輸出不停大小的漏極電流Id，給蓄電池提供大小不等的充電電流和放電脈沖幅值，最終達到脈沖充電的效果。