【自动化】汽车尾气废热发电电力调节器的研制

目录摘要IABSTRACTII1绪论111研究背景及意义112热电应用发展现状113DC/DC变换器控制方法研究现状214本文主要研究内容42系统建模与设计621方案设计622主电路选型与分析7221主电路选型7222BUCK电路分析8223保护电路设计113控制系统设计1331控制器设计13311显示电路14312CAN及通信电路15313驱动电路设计15314传感电路设计17315辅助电路设计204相关参数计算2141主电路参数2142保护电路参数2443PID参数24431电压模式PID参数26432电流模式PID参数285仿真分析2951BUCK电路仿真2952PID仿真30521电压模式30522电流模式326软件设计及测试3461软件设计3462软件部分测试357总结与展望40参考文献41附录一42附录二45致谢49摘要热电发电技术（又称温差发电技术）是利用热电转换材料直接将热能转换为电能的新能源技术，具有结构简单、可靠性高、可高效利用热能发电的特征。具有梯级能量特征的尾气废热非常适合利用热电发电技术回收利用。半导体温差发电器是系统电能的源头，由于汽车发动机功率的变化，排气管的温度会发生变化，从而使得发电器发出的电压发生变化，这种电能在某种意义上都是“粗电”。在大多数情况下，使用这些“粗电”都不能尽如人意，所以需要稳压稳流装置，使其具有稳定的输出功率，再通过车载铅酸蓄电池蓄能，形成一套比较完整的发电及蓄电系统。本文提出的是基于DSC的DCDC变流器，设计中采用DSPIC30F6014A芯片作为系统的控制器，采用BUCK降压斩波电路作为基本的拓扑电路，并用霍尔电压、电流传感器采集电路相关参数，控制器进行A/D转换后进行相关的数据处理和PID算法，输出相应的PWM波控制BUCK电路，实现电压和电流的连续可调。系统还可以通过CAN总线进行通信和控制，可以进行电流模式和电压模式的双模式切换以及系统的软开关，同时系统还具有自我检测和保护报警功能。关键词汽车动力热能回收DSCDCDC斩波PIDABSTRACTTHERMOELECTRICPOWERGENERATIONTECHNOLOGYALSOKNOWNASTHERMOELECTRICPOWERGENERATIONTECHNOLOGYTODIRECTTHEHEATINTOELECTRICITYNEWENERGYTECHNOLOGIESISTHEUSEOFATHERMOELECTRICCONVERSIONMATERIAL,HASASIMPLESTRUCTURE,HIGHRELIABILITY,EFFICIENTUSEOFTHECHARACTERISTICSOFTHERMALPOWERGENERATIONTHEEXHAUSTWASTEHEATCASCADEENERGYFEATUREISIDEALFORTHERMOELECTRICPOWERGENERATIONTECHNOLOGYRECYCLINGTHERMOELECTRICPOWERISTHESOURCEOFTHEELECTRICITYSYSTEM,DUETOCHANGESINAUTOMOTIVEENGINEPOWER,THEEXHAUSTPIPETEMPERATUREWILLCHANGE,ALLOWINGISSUEDBYTHEELECTRICVOLTAGECHANGE,ELECTRICALENERGYINASENSE“COARSEPOWER“INMOSTCASES,THEUSEOFTHESE“COARSEPOWER“ARENOTSATISFACTORY,SOTHEYNEEDASTEADYFLOWREGULATORDEVICE,ITHASASTABLEOUTPUTPOWER,ANDTHENTHROUGHTHEVEHICLELEADACIDBATTERYENERGYSTORAGETOFORMARELATIVELYCOMPLETESETOFPOWERGENERATIONANDSTORAGESYSTEMINTHISPAPER,THEDSCBASEDDCDCCONVERTERDESIGNDSPIC30F6014ACHIPASTHESYSTEMCONTROLLER,BUCKBUCKCHOPPERCIRCUITASTHEBASICCIRCUITTOPOLOGY,ANDTHEHALLVOLTAGE,CURRENTSENSORS,DATAACQUISITIONCIRCUITPARAMETERS,CONTROLLERA/DCONVERSION,DATAPROCESSINGANDPIDALGORITHM,THEOUTPUTOFTHEPWMWAVECONTROLBUCKCIRCUITVOLTAGEANDCURRENTCONTINUOUSLYADJUSTABLETHESYSTEMCANALSOCOMMUNICATEVIATHECANBUSANDCONTROLOFTHEDUALMODESWITCHINGOFTHECURRENTMODEANDVOLTAGEMODESOFTSWITCHINGSYSTEM,THESYSTEMALSOHASSELFDETECTIONANDPROTECTIONALARMFUNCTIONKEYWORDSVEHICLEPOWERHEATRECOVERYDSCDCDCCHOPPER1绪论11研究背景及意义截至2011年8月底，我国汽车保有量已经突破1亿辆，汽车年消耗燃油超过2亿吨，占全国燃油消耗总量的50以上。在汽车消耗燃油所产生的能量中，约40的能量以废热形式由尾气排出。按2011年汽车保有量和汽车燃油消耗总量计算，约7000万吨燃油产生的能量以尾气废热形式排出，折合成原油约12亿吨，相当于两个半多大庆油田的年产量。汽车尾气废热具有沿排气管梯级分布的特征，在发动机及排气歧管附近，最高温度超过500，在一级消声器之前的大部分区域温度在250以上。热电发电技术（又称温差发电技术）是利用热电转换材料直接将热能转换为电能的新能源技术，具有结构简单、可靠性高、可高效利用热能发电的特征。具有梯级能量特征的尾气废热非常适合利用热电发电技术回收利用。利用赛贝克热电效应让半导体热电材料包裹在排气管周围，可将热能转换成电能加以有效地利用。汽车发动机排出的废热通过肋片形成发电器的热端，而冷端则用顺排管束式风冷散热器，使冷端保持相对稳定的温度。以20L轿车为例，如果利用转换效率为10左右的热电发电材料，则可将尾气废热能量的810直接转换为电能，可降低燃油消耗10以上，减少CO2排放约1吨，这对实现我国节能减排战略目标具有重大意义。12热电应用发展现状自从塞贝克效应1821年被发现以来，温差发电技术已经历了近两个世纪的发展。但由于受热电转换效率低的制约和成本高的限制，温差发电技术长期以来主要应用在航天和军事等尖端领域。近年来，随着高性能热电材料的出现，温差发电技术在工业和民用产业领域的应用成为可能。世界上一些发达国家先后开展了相关研究，温差发电技术在日本已被作为一种能源和环境的战略技术而得到了大力支持和发展，其在热电陶瓷材料方面处于世界领先地位。美国能源部DOE于2003年11月12日公布“工业废热温差发电用先进热电材料“资助项目主要应用对象是利用冶金炉等工业高温炉废热发电以降低能耗后，于2004年3月又发布了一个项目指南开展汽车发动机余热温差发电研究。同年，美国的能源部和NAVY还组织了本国的十多个项级研究单位启动一个大型高效纳米热电半导体材料的研究项目，投资达近千万美元。同时还在CLEMSOM大学投资250万美元成立了美国温差电即热电半导体材料与器件研究中心。日本也在2003年投资了数千万日元组织十多家单位启动了“废热温差发电“大型项目。欧洲有20余个研究机构也联合进行了汽车发动机余热发电方面的相关研究，并在组织“纳瓦到兆瓦热电能量转换”的大型科研项目。其中，以德国为主的国家在2002年即启动了类似于美国NAVY的“大型温差电半导体材料与器件的研发项目”。可见，各发达国家对该领域的研究非常关注和重视。相比之下，我国在此领域的研究才刚刚起步20世纪末期投入很少，在技术和产品自主创新方面尚是空白。不过近几年来在国家自然科学基金及国家“863“研究计划的支持下该领域的研究已经取得了一定的进步。探索新的材料制备途径、优化制备工艺、降低成本、提高材料性能，以改变目前国内热电材料普遍存在的热电转换效率低、稳定性差、材料利用率低及制造成本高的缺点是使热电材料在我国获得大规模应用的唯一出路，这迫切需要国家项目的连续投入。由于温差发电是将余热废热等低品位能源转换为电能的有效方式，近年来得到世界许多国家的高度重视和大量投入，如日本利用这项技术建立了500W级的垃圾燃烧余热发电示范系统，已取得了良好的实际效果。美国公司也已开发了多种热电发电系统，且均已投入使用，如在大型货运卡车上安装1000W级的废热发电系统为汽车提供辅助电源等。车用发动机余热温差发电技术近几年来发展很快，转换规模可在数百瓦至几千瓦之间。其中，日本NISSAN汽车公司研究中心研制的一种排气温差发电器可以回收LL的热量，西班牙研制的排气温差发电器可以回收37的热量。美国HIZ公司在能源部资助下进行的柴油机载重车排气余热温差发电研究在台架和道路实验中得到T20004000W的功率。俄罗斯联邦科学中心物理与能源工程研究所进行的高寒区载重发动机直接发电的研究产生了600W的电能。由于我国的能源十分短缺，能源的利用率也较低，因此，节能降耗是进行可持续发展的必由之路。目前，各种工业余热、汽车废热等都没有得到有效利用，迫切需要发展新型能源利用技术以节约能源和提高效率。温差发电技术具有许多优点，尤其在低品位热能利用方面具有其独特的优势和良好的应用前景。温差发电技术是一种利用半导体材料实现热能和电能直接转换的绿色能源，使用这项技术就可利用农作物、垃圾、汽车余热以至人体热能在住宅、农庄、汽车上建立一个小型发电系统，从而满足人们对小功率电能的需求。美国、日本利用这项技术开辟绿色新能源已取得了良好效果，这为我国开发利用热电技术提供了有益借鉴，对我们发展循环经济、建设节约型社会具有重大意义。另外，由于中国的温差电元件性价比高我国的产品价格比欧美的同类型产品便宜一半以上，而性能却基本相当，中国目前已成为世界上最大的温差电元件生产出口国。这一优越条件为我国未来温差电的广泛应用打下了坚实的基础。因此，在我国政府当前大力倡导可持续发展策略，号召建立节约型社会这一宏观背景下，我国应大力发展该技术，使温差发电技术的应用逐步深化发展，并尽快产业化。可见，利用车用发动机余热进行温差发电具有广泛的应用前景。13DC/DC变换器控制方法研究现状DC/DC变换器按照检测信号的不同可以分为单环控制和双环控制。恒压源单环控制主要是电压型控制；双环控制则有电流型、V2型等几种控制方式。虽然V2型控制方法（VSQUAREDCONTROL或V2CONTROL）具有良好的动态性能，适用于电压调整模块等对动态特性要求比较高的场合，但其对输入和输出电流都没有直接控制，所以不便于电源的并联使用，需要额外的电路来进行过流保护1。所以常用的是电压型控制和电流型控制。（1）电压型控制图12所示为电压型控制BUCK变换器。从图12可以看出，电压型控制方法是利用输出电压采样作为控制环的输入信号，将该信号与基准电压VREF进行比较，并将比较的结果放大生成误差电压VE。误差电压VE与振荡器生成的锯齿波VSAW进行比较生成一脉宽与VE大小成正比的方波，该方波经过锁存器和驱动电路驱动开关管导通和关断，以实现开关变换器输出电压的调节。早期文献中DUTYCYCLECONTROL都是特指的电压型控制。在电流型控制方法出现之后，才明确提出了VOLTAGEMODECONTROL的说法。电压型控制方法只检测输出电压一个变量，因而只有一个控制环，所以设计和分析相对比较简单。其主要缺点是只能在输出改变时才能检测到并反馈回来进行纠正，因此响应速度比较慢。由于电压型控制对负载电流没有限制，因而需要额外的电路来限制输出电流。（2）电流型控制电流型控制（CURRENTMODECONTROL）又称为CURRENTINJECTION是1978年首次提出2。电流型控制同时引入电容电压和电感电流2个状态变量作为控制变量，提高了系统的性能。由图13可以看出，电流型控制方法和电压型控制方法的主要区别在于电流型控制方法用开关电流波形代替电压型控制方法的锯齿波作为PWM比较器的一个输入信号。电流型控制方法的工作原理为在每个周期开始时，时钟信号使锁存器复位开关管导通，开关电流由初始值线性增大，检测电阻RS上的电压VS也线性增大，当VS增大到误差电压VE时，比较器翻转，使锁存器输出低电平，开关管关断。直到下一个时钟脉冲到来开始一个新的周期。由于电流型控制方法采用输出电流前馈控制，相对于电压型控制方法有更快的负载和输入瞬态响应速度，减小了输出电压的纹波；且由于其自身具有限流的功能，易于实现变换器的过流保护，因而在多个电源并联时，更便于实现均流。但电流型控制方法在占空比大于50时要产生次谐波振荡，从而产生稳定性问题3。这通常可在比较器输入端使用一个补偿斜坡来消除。VG（T）Q1D1CRIGTITVT开关变换器功率开关管驱动器DVREF误差放大器比较器锯齿波VEVPVSAW图12电压型控制电路以上的电流型控制由于不能精确控制电流以及抗干扰性差等缺点，提出了平均电流型控制（AVERAGECURRENTMODECONTROL）4。为了与平均电流型控制方法区别，上文所述的控制方法又称为峰值电流型控制（PEAKCURRENTMODECONTROL）。平均电流型控制方法的控制电路见图14，检测电流经电流积分器积分后与误差电压VE相减，其差值与锯齿波比较后驱动开关。平均电流型控制方法不但提高了电流的控制精度，而且抗干扰性强，但是响应速度比峰值电流控制方法慢。VG（T）Q1D1CRIGTITVT误差放大器比较器SRQQSEREFS图13电流型控制电路SVEREFSRSAWI电流积分器比较器PV图14平均电流型控制电路（3）其他控制方法随着控制理论的发展，一些现代的控制方法，如模糊控制、滑模变结构控制等非线性控制方法也被尝试应用于开关电源的控制电路中。虽然这些控制方法到目前没有得到广泛应用，但是由于其独特的控制性能，应用前景可观。模糊控制（FUZZYLOGICCONTROL）是以模糊数学、模糊语言形式的知识表示和模糊逻辑的规则推理为理论基础的一种计算机控制方法。应用于开关电源的模糊控制的硬件电路即为普通的数字控制电路5。滑模变结构控制（SLIDINGMODECONTROL）的基本思想是系统从任何一点出发的状态轨线通过控制作用拉到某一指定的切换面，然后沿着此切换面滑动到平衡点。可以看出，滑模变结构控制是一种开关反馈控制系统。14本文主要研究内容本文主要设计一款汽车尾气废热发电电力调节器，调节器输入源为热电电池，电压范围为0600V，调节器输出电压由用户通过CAN总线控制，电压变化范围为4858V，电压纹波NUM003,600DEN2E64E4,1GTFNUM,DENMARGINGGRID由BODE图可知，幅值穿越频率为20800RAD/S,相角稳定裕489。根据稳定环路的准则（1）幅频曲线的穿越频率范围为开关频率的1/51/4,因为本文所选开关频率10KRAD/S，而此时穿越频率20800RAD/S，显然穿越频率过大。（2）系统的相位裕量至少要为45，而此时相角稳定裕度为489，满足要求。所以下面的工作主要考虑如何减小穿越频率，从而达到系统的控制要求。本设计将用PID控制方法解决这个问题。由系统稳定准则知系统稳定时的穿越频率取值范围为（20002500）HZ取开关频率为2250HZ，根据系统的开环BODE图，其对应的赋值为358DB。所以20LGWC358，WC617RAD/S。此时如果不加别的环节，即低频段才用了PI调节，相当于将剪切频率变为。WC2200RAD/S此时在中频段加上微分环节可以增大系统的相角裕度，改善系统的相对稳定性和动态性能，为简便计算可取WC2200RAD/S使之满足以20DB/DEG的斜率穿过剪切点WC。431电压模式PID参数本设计采用电压模式，考虑电容寄生电阻ESR的影响。开关电路的传递函数为；418I021CVRSGSLPWM比较器的传递函数为4191PSKTMV锯齿波幅值。,开环传递函数MV420VOPGDSS21ICRSL取2V，使占空比最大在80左右，实际中占空比不可能达到1。代入数据得42156243081VESDS电压开环增益为422GS5562462481801KESKES由40MV，参考电压为48V。根据SRPEV42330148LIM0SREEGS得480，所以16。PID传递函数的基本形式KK42412SPIDW2PIDKSS4254160045116078095PIDSGESS图45加PID后BODE图MATLAB输入程序如下GTFCONV1E41,CONVCONV480,00161,0000451,2E64E410MARGINGGRID所以0028，16，。如图45所示为加入PID后校正后的PKI40195DKEBODE图，校正后相角裕度为579DEG,WC2420RAD/S，系统稳定。对参数进行微调，最后取0024，18，。PI4E432电流模式PID参数本设计电流模式采用平均电流模式进行设计。开关电路的传递函数为426I021CIRSGSLPWM比较器的传递函数为4271PSKTMV锯齿波幅值。开环传递函数MV428IOPGDSS21CIIRSL取2V，使占空比最大在80左右，实际中占空比不可能达到1。代入数据得M4295624181IESDS开环增益430GS556246248811KESKES由20MA，参考电压为25A。根据SRPEI4313025LIM01SREEGS得K125，所以10。PID传递函数的基本形式K432410641757PIDSGESS所以01705，10，。对参数进行微调，最后取KI40DKE0024，18，。PI41E5仿真分析51BUCK电路仿真图51BUCK电路仿真结果如下图52所示，其中图形上部分为输入电流波形，下部分为输出电压波形，很明显输出波形有明显的振荡和不稳定。图52开环BUCK电路仿真52PID仿真MATLAB下集成了强大的功能软件，SIMULINK是其中的一个附加组件，为用户提供一个建模仿真的平台，它能够实现动态系统建模与方正的集成环境集成，且可以更具设计及使用要求，对系统进行修改和优化，提高系统的性能，实现高效开发系统的目的。POWERSYSTEMBLOCKSET（电力系统工具箱）是在SIMULINK环境下使用的仿真工具箱，功能强大，可用于电路、电力电子系统、电机系统、电力传输等领域的仿真，并提供了一种类似电路搭建的方法用于系统的建模。本设计中，采用SIMULINK进行电路的搭建和电路实时仿真，以及PID参数的整定和选取。521电压模式电路模块搭建如下图所示，其中包含了BUCK主电路、PID控制电路，可以实时的观察仿真波形，修改相关参数。图53电压模式仿真电路图图54输出电压波形图55负载有变化时波形如图55所示，在01秒时系统的负载由5为25，变流器输出电压出现小幅度下降，后又调节趋于稳定，在02秒时变流器负载又恢复为5，此时输出电压出现小幅度的超调，短时间后又恢复输出。图56输出电压波形局部放大如上图所示，仿真的结果满足输出电压为477V481V纹波小于1，在01秒时负载加倍，输出电压只出现小幅度下降，满足设计要求。522电流模式下图为工作在流模式的系统电路仿真图，流过电感的电流作为反馈量和被控量。图57电流模式仿真电路图图58负载变化时的输出电流波形图59输出电流波形局部放大由图57可看出，在01秒时系统负载又5为25导致输出电流出现了超调，电流波峰达50A，短时间后恢复为25A电流输出，在02秒时负载恢复为5，输出瞬时电流下降为17A，短时间后恢复25A输出。由图59可以看出，输出电流为249A251A，仿真输出电流纹波小于1，符合设计要求。6软件设计及测试61软件设计DSPIC30F系列编程软件是微芯公司发布的MAPLAB集成开发环境。系统的软件主要包括显示模块、A/D转换模块、CAN通信、PWM以及PID等几个模块，软件流程图如下所示系统初始化开始工作模式电压模式参数设置电流模式参数设置CAN通信及显示各变量单元初始值开中断查故障标志电压/电流A/D采样故障报警处理等待复位调用PID调节器开定时器1中断图61系统软件流程图系统开机后，将自动进行相关的初始化设置包括A/D转换、CAN通信、PWM、显示器、定时器等的初始化后，开始进行CAN通信，通过上位机设置系统的工作模式和输出电压或者电流，在接到开始工作命令后系统将进入工作状态，开中断，开定时，调用A/D采样然后进行PID运算，运算完成后将控制量送到PWM发生模块输出相应的PWM，显示将采用定时刷新模式。开始清中断标志时间到AD转换调用PID调节器调用PWM开关点计算开关点参数送MCPWM返回NY图62定时器中断服务程序图63PID调节器本设计程序中用的定时器为为TIMER3，主要的功能是设定A/D采样的时间以及显示电路的刷新，定时器初始化后，装入需要定时的时间以及中断入口，主要的服务程序为A/D采样以及PID运算和PWM输出程序。PID算法采用数字增量式算法，其算法不需要做累加，控制增量的确定仅与最近几次误差采样值有关，计算误差或计算精度问题，对控制的计算影响较小。62软件部分测试软件部分包括系统初始化、CAN通信、液晶驱动、A/D转换、温度传感器驱动以及相关的菜单和服务程序。开始计算参数A、B、C设初值EK1EK20读入本次采样EK计算偏差EKRKCK计算控制量UKUKAEKBEKCE（K2）输出UK为下一时刻作准备EK1）EK2,EKEK1系统开机后将显示欢迎界面，随后进入了工作界面，首先要与上位机通过CAN总线进行通信设置相关的工作模式和参数，设置指令的基本格式是四个双十六进制数，第一个双十六位进制数为工作模式设置“0100”为电压模式设置，“0200”为电流模式设置，“0000”为进入设置，“FF00”为确定设定值系统开始工作。第二个双十六位进制数为相关模式下电压或者电流的输出值，其格式为“XX00”，“XX”代表所要设置的值的整数部分十六进制代码。第三个双十六进制数为相关模式下要设定的值的小数部分，其格式为“XX00”，同样“XX”代表所要设置的值的整数部分十六进制代码。第四位双十六进制数暂时闲置不用初始值设定为“0000”。在软件调试过程中使用了PICKIT3作为下载调试器，控制器与上位机之间的CAN通信需要CAN转换器，在本次设计中采用USBCAN转换器配合电脑上的CAN调试助手进行相关的命令操作。如下图所示，为要进入设置模式的输入指令界面，输入指令为“0000”图61设置指令输入如上图所示，在DATA栏里的第一个双十六进制数改为“0000”即进入模式参数设置界面，设置界面如下图所示图62界面显示进入模式设置界面后，可以继续进行相关模式和参数设置，下图为电压模式设置指令输入，电压值设定为482V，其指令为“0100300002000000”63电压模式设置指令输入界面在界面点击发送后，系统将设置工作模式和对应模式下的电流或者电压值，如下图所示图64电压模式界面显示进入模式设置界面后，也可以设置为电压模式，设置电流模式指令输入，电流值设定为242A，其指令为“0100180002000000”图65电流模式指令输入界面在指令输入完成后，显示界面将进入电流模式设置显示界面，如下图所示图66电流模式设置界面在设置完成后，要进入运行状态，其指令为“FF00XX00XX000000”，在输入指令并发送后，系统进入运行状态，将要发送数据到上位机，本设计中发送的数据为温度传感器的整数部分和小数部分以及两个效验数据分别为“0X5A5A”和“0XA5A5”,其指令发送与接收窗口如下图所示图67模式确定指令输入和数据接收如上图所示，在发送了模式确定指令后系统进入正常工作模式，上位机接收到系统发送的数据，从图中可以看出，接收到的数据为“1C003000”省略的为校验数据。系统与上位机之间的通信的波特率为125KBPS,通信的数据帧为标准数据帧。图68正常工作界面正常工作时，显示屏第一行显示的是输入电压和电流的值，第二行显示的是输出电压和电流的值，第三行显示的是输入功率和输出功率，第四行显示的是效率和IGBT的温度。由于本程序的的A/D转换模拟量输入不正常，未经过校正，在论文撰写时还未处理完成所以显示值不正确。另外，如果输入指令错误，系统将会显示“指令输入错误”，输入正确指令后又可恢复相关操作。7总结与展望本文是基于BUCK电路的降压模型的分析和设计，为汽车尾气废热发电提供电压和电流的调节，主要分析了BUCK电路的工作原理和PID控制方法，以及控制系统和控制方法的设计和介绍。本设计按要求完成了BUCK电路的相关电路设计和参数计算，并采用DSC作为系统的控制器，可以完成相关的控制、显示以及CAN通信等先关功能。主要的结论有（1）设计过程中PID参数的整定是很重要的一项工作，其整定的方法很多种，在设计过程中采用试凑法可能会浪费很多的时间，我们可以通过建模和计算与仿真相结合的方式来提高设计的效率和质量。实际运用中其参数还需要工程上的修正，以达到最好的控制效果。（2）整个设计与通常的降压斩波电路相比，输入电压的变化范围更大，这就需要对电路的参数选取和控制的策略有更高的要求，这对控制器及软件和算法的要求显得更高，尤其是采样频率的确定，以及软件的定时中断和数据的刷新等需要严格的时序设计。（3）电路工作在不同的模式下对负载和输入的抗扰动性能不同，从两种模式下的仿真图中可以看出，采用单闭环的平均电流控制模式在负载剧烈扰动时抗扰能力比较弱，而电压模式工作抗扰动能力较强。需要进一步改进和研究的内容有（1）系统输出的电能的主要的用途是给蓄电池充电和汽车上的用电设备供电，如何实现智能切换两种工作模式给蓄电池的充电是一个待解决的问题。（2）PID控制算法的的该进，可以利用更加先进的控制算法对系统进行控制，以达到最好的控制效果。（3）A/D采集的精度和采样的方式有待进一步改进，这需要对控制芯片有更深入的解以及更加精确的硬件设计。参考文献1陈坚电力电子学电力电子变换和控制技术北京高等教育出版社，20022林飞,杜欣电力电子应用技术的MATLAB仿真北京中国电力出版社,20083林渭勋现代电力电子电路杭州浙江大学出版社，20024王兆安，黄俊电力电子技术北京机械工业出版社，20005于海生计算机控制技术北京机械工业出版社，20076张兴高等电力电子技术北京机械工业出版社，20117何李高DSPIC30F电机与电源系列数字信号控制器原理与运用北京北京航空航天大学出版社，20078张超基于DSPIC30F6014数字信号控制器的CAN节点设计,S硕士论文河北工业大学9刘胜利开关电源设计与制作与实践北京电子工业出版社，200710张卫平开关变换器的建模与控制D北京中国电力出版社,200511杨贵恒，张瑞伟直流稳定电源北京化学工业出版社，201012普莱斯曼著王志强译开关电源设计第二版北京电子工业出版社,2005913WILLIAMLBROGAN,PHDMODERNCONTROLTHEORYNEWJERSEYPRENTICEHALL，INC，198514ROBERTWERICKSON,DRAGANMAKSIMOVICFUNDAMENTALOFPOWERELECTRONICSSECONDEDITIONDKLUWERACADEMICPUBLISHERS,200115钟炎平电力电力电路设计武汉华中科技大学出版社2010416叶斌电力电子应用技术北京清华大学出版社,2006517徐德鸿电力电子技术北京科学出版社200618王英剑新型开关电源的实用技术北京电子工业出版社199919GVENKALARAMAN,ETALPWMWITHRESONANTDCLINGCONVERTERS,IAS90,P984,199820胡寿松自动控制原理D北京中国电力出版社,200121李相锋,郭前岗,孟彦京,邓震峰基于DSPIC30F数字信号控制器PWM功能的数控恒流源设计西安陕西科技大学学报,20082附录一图续1电压模式仿真电路图图续2电流模式仿真电路图图续4BUCK主电路图续5实验主控板附录二INCLUDE“P30F6014AH“INCLUDE“DSPH“_FOSC0X0FFE5/XT振荡，4倍频晶振_FWDTWDT_OFF/关闭看门狗定时器_FBORPORPBOR_OFF/掉电复位禁止，MCLR复位使能。_FGSCODE_PROT_OFF/代码保护禁止/芯片配置字，看门狗关，上电延时开，掉电检测关，低压编程关，加密，4M晶体HS振荡DEFINEUCHUNSIGNEDCHAR/给UNSIGNEDCHAR起别名UCHDEFINELEDPORTFBITSRF2DEFINEDQPORTFBITSRF6/定义18B20数据端口DEFINEDQ_DIRTRISFBITSTRISF6/定义18B20D口方向寄存器DEFINEDQ_HIGHDQ_DIR1/设置数据口为输入DEFINEDQ_LOWDQ0DQ_DIR0/设置数据口为输出UNSIGNEDCHAR_ATTRIBUTE_ADDRESS0X900TLV/采集到的温度高8位UNSIGNEDCHAR_ATTRIBUTE_ADDRESS0X902THV/采集到的温度低8位UNSIGNEDCHAR_ATTRIBUTE_ADDRESS0X904TZ/转换后的温度值整数部分UNSIGNEDCHAR_ATTRIBUTE_ADDRESS0X906TX/转换后的温度值小数部分UNSIGNEDINT_ATTRIBUTE_ADDRESS0X908WD/转换后的温度值BCD码形式DEFINERSLATBBITSLATB4/定义LCD的数据/命令控制口DEFINERWLATBBITSLATB5/定义LCD的读/写控制口DEFINEELATBBITSLATB6/定义LCD的使能口DEFINEPSBLATBBITSLATB2/8位/4位并口选择DEFINERSTLATBBITSLATB7/定义复位口DEFINENOPASM“NOP“/定义NOP（）函数UNSIGNEDINTBUFFER1/定义CAN接收缓冲单元UNSIGNEDINTBUFFER2UNSIGNEDINTBUFFER3UNSIGNEDINTBUFFER4CONSTUNSIGNEDCHARSDGT0416“汽车尾气废热发电“,/菜单数组“电力调节器的研制“,“自动化0802班“,“范新毕业设计作品“CONSTUNSIGNEDCHARSDGT“DSPIC30F6014A“CONSTUNSIGNEDCHARCLEAR,CONSTUNSIGNEDCHARTIME“CANPIDPWMAD“UNSIGNEDCHAR_ATTRIBUTE_ADDRESS0X930RESULT616U,I,0,0,0,0,V,I,I,0,0,0,A,U,O,0,0,0,0,V,I,O,0,0,0,A,P,I,0,0,0,0,W,P,O,0,0,0,0,W,0XA6,0XC7,0,0,0,T,0,0,0,0,0,0,0,V,0,0,0,A,UNSIGNEDCHAR_ATTRIBUTE_ADDRESS0X910ADRESULT6CONSTUNSIGNEDCHARGONGNENG“模式设置“CONSTUNSIGNEDCHARWARMING1“指令错误“CONSTUNSIGNEDCHARMOSHI1“电压模式“CONSTUNSIGNEDCHARMOSHI2“电流模式“UNSIGNEDLONGINTI0UNSIGNEDINTLCD_X/定义LCD页地址寄存器UNSIGNEDINTLCD_Y/定义LCD列地址寄存器VOIDINIT/申明I/O口设置函数VOIDLCD_INIT/申明LCD初始化函数VOIDCLEAR_P/申明清屏函数VOIDQUSHUINTCOUNTS,CONSTUNSIGNEDCHARPS/申明查表获取显示数据VOIDSEND_DUNSIGNEDCHARX/申明送一