基于某升降压电路地双向DCDC变换电路

适用文案鉴于Buck-Booost电路的双DC-DC变换电路标准文档适用文案目录1系统方案......................................................................................................................41.1DC-DC双向变换器模块的论证与选择.............................................................................41.2测控电路系统的论证与选择42系统理论解析与计算....................................................................................................42.1双向Buck-BOOST主拓电路的解析.................................................................................42.2电感电流连续工作原理和基本关系52.3控制方法与参数计算............................................................................................................63电路与程序设计...........................................................................................................73.1电路的设计.............................................................................................................................7系统整体框图.............................................................................................................7给电池组充电Buck电路模块................................................................................7电池放电Boost升压模块.......................................................................................8测控模块电路原理图................................................................................................8电源.............................................................................................................................93.2程序设计.............................................................................................................................94测试方案与测试结果..................................................................................................15标准文档适用文案4.1测试方案..............................................................................................................................154.2测试条件与仪器.................................................................................................................154.3测试结果及解析.................................................................................................................15测试结果(数据).......................................................................................................15测试解析与结论......................................................................................................16标准文档适用文案纲领双向DC/DC变换器（Bi-directionalDC-DCConverter，BDC）是一种可在双象限运行的直流变换器，可以实现能量的双向传输。随着开关电源技术的不断发展，双向DC/DC变换器已经大量应用到电动汽车、太阳能电池阵、不中止电源和散布式电站等领域，其作为DC/DC变换器的一种新的形式，必然会在开关电源领域上据有越来越重要的地位。由于在需要使用双向DC/DC变换器的场合很大程度上减少系统的体积重量及成本，所以拥有重要研究价值。既然题目要求是作用于可充电锂电池的双向的DC-DC变换器，必然包括降压、升压、电压可调、恒流、等要求。考虑到题目对效率的要求，我们选择降压Buck电路，升Boost电路，并用反应电路和运放电路来实现电压可调解恒流等要求，经过一系列的测试和实验几大量的计算，基本上能达成题目的大多数要求。要点词：双向DC/DC变换器；双向Buck-Boost变换器；效率；恒流稳压标准文档适用文案1系统方案本系统主要由DC-DC双向变换器模块、测控电路模块及协助电源模块组成，分别论证这几个模块的选择。1.1DC-DC双向变换器模块的论证与选择方案一：采用大功率的线性稳压芯片搭建稳压电路，使充电压恒定，在输入电压高于充电合适电压时，实现对输入电压的降压，为电池组充电。该电路外面简单，稳压充电不需要软件控制，简单方便，但变换效率低。同时采用采用鉴于NE555的一般升压电路，这种电路设计简单，成本低，但变换效率较低、电池电压利用率低、输出功率小，更不可以不易与鉴于大功稳压芯片所组成的稳压电路联合组成DC-DC双向变换器。方案二：采用Buck-Boost电路，选择合适的开关管、续流二极管，电能的转变效率高，且电路简单，功耗小，稳压范围宽，能很好的实现输入降压，输出升压。但输入、输出电流皆有脉动，使得对输入电源有电磁搅乱且输出纹波较大。所以实质应用经常加有输入，输标准文档适用文案出滤波器。方案一简单轻盈但会影响电源的效率，而方案二中的Buck电路能很好保对质电源的降压要就对电池组充电，并且使电池组的充电率知足题目要求，所以采用方案二。1.2测控电路系统的论证与选择方案一：采用鉴于51单片机的数控电路，测控精度高，但不可以连续可调，制作过程复杂，工作量大，并且造价高，保护复杂。方案二：鉴于UC3843的测控电路，电路简单，效率高，可靠性高，但随着负载的增大，输出波形变得不稳。综合考虑采用采用方案二。系统理论解析与计算2.1双向Buck-BOOST主拓电路的解析Buck-Boost变换器是输出电压可低于或高于输入电压的一种单管直流变换器，其主电路与Buck或Boost变换器所用的元器件相同，也有开关管、二极管、电感、和电容组成。以以下列图1所示。Buck-Boost变换器也有电感电流连续和断续两种工作方式。图2是电感电流连续时的主要波形。图3是Buck-Boost变换器在不相同工作状态下的等效电路图。电感电流连续工作室时，有两种工作模式，图(3a)的开关管S1导通时的工作模式，图3（b）是开关管S1关断、L续流时的工作模式。标准文档适用文案图1主电路图2电感电流连续工作波形S1导通S1断开3Buck-Boost不相同开关模式低等效电路2.2电感电流连续工作原理和基本关系电感电流连续工作时，Buck/Boost变换器有开关管S1导通和开关管S1关断两种工作模态。在开关模态1[0~ton]：t=0时，S1导通，电源电压Vin加载电感Lf上，电感电流线性增加，二极管D戒指，负载电流由电容Cf供给：标准文档适用文案t=ton时，电感电流增加到最大值iLmax，S1关断。在S1导通时期电感电流增加量iLf在开关模态2[ton~T]:稳态工作时，S1导通时期iLf的增加量应等于S1关断时期iLf的减小量，或作用在电感Lf上电压的伏秒面积为零，有：(2-8)式，若Dy=0.5，则Vo=Vin；若Dy<0.5，则Vo<Vin；反之，Dy>0.5，Vo>Vin。设变换器没有耗资，则输入电流平均值Ii和输出电流平均值Io之比为开关管S1截止时，加于集电极和发射极间电压为输入电压和输出电压之和，这也是二极管D截止时所承受的电压由图1-2可见，电感电流平均值iLf等于S1和D导通时期流过的电流平均值IQ和ID之和，即：标准文档适用文案开关管S1和二极管D电流的最大值iQmax、iDmax等于电感电流最大值iLfmax。S1导通时期，电容Cf电压的变化量即输出电压脉动Vo由S1导通时期Cf放电量QCf=IoDyT计算，因QCf=CfVo，故：2.3控制方法与参数计算1.Boost电路控制方法：负反应。2.Buck电路控制方法：正反应+负反应。3.振荡频次计算公式：f

1.8R6C34.反应深度：TL431是一种并联稳压集成电路。三端可调分流基准源、可编程输出电:2.5V~36V、电压参照误差：±0.4%，典型值@25℃（TL431B）、低动向输出阻抗:0.22Ω(典型值)、温度补偿操作全额定工作温度范围、负载电流1.0毫安--100毫安。全温度范围内温度特点平展，典型值为50ppm/℃，最大输入电压为37V、最大工作电流150mA、内基准电压为2.495V(25°C)。5.放大器采用鉴于Lm358的放大电路，放大倍数的计算公式：AuRf1R1标准文档适用文案6.软件算法：15f2k60s2单片机是高速/低功耗的单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可随意选择，内部集成MAX810专用复位电路，时钟频次在12MHz以下时，复位脚可直接接地。工作电压：（5V单片机）（3V单片机）、工作频次范围：0-40MHz，相当于一般8051的0～80MHz、用户应用程序空间4K/6K/7K/8K/10K/12K/13K/16。K/32K/40K/48K/56K/61K/字节、片上集成1280字节/512/256字节RAM、工作温度范围：0-75℃/-40-+85℃。提高效率的方法：提高频次，改良电路构造。电路与程序设计3.1电路的设计系统整体框图系统整体框图如图四所示：测控电路放电放电电池组双向DC-DC直流稳压变换电路电源标准文档适用文案图4系统整体框图给电池组充电Buck电路模块降压充电模块原理图如图5（附录）所示。图5降压buck电路原理图电池放电Boost升压模块电池放电升压Boost电路原理图如图6所示。标准文档适用文案图6升压Boost电路测控模块电路原理图测控模块电路以以下列图图7。图7测控电路图电源系统需要直流稳压电源供电，采用鉴于LM7805和LM7815的直流稳压电路给单片机、放大器供电。3.2程序设计标准文档适用文案采用鉴于STC15F2K60S2的单片机系统，来控制电压和电流的显示，和调治数字电位计。源程序以下：#include"STC15Fxxxx.h"#include"intrins.h"#include"codetab.h"#include"LQ12864.h"#include"stdio.h"#include"adc.h"#include"PCA.h"#defineTimer0_Reload(65536UL-(MAIN_Fosc/1000))//Timer0中止频次,1000次/秒#defineP1n_pure_input(bitn)P1M1|=(bitn),P1M0&=~(bitn)typedefunsignedcharBYTE;sbitX9313W_INC=P3^2;//计数脉冲输入端，下降沿触发sbitX9313W_UPDN=P3^3;//方向，高电平加、低电平减sbitX9313W_CS=P3^4;//片选,低电平有效/（STC12C5608AD11MHZz=1时精准延时1ms）*/voiddelayms(unsignedintz)标准文档适用文案{unsignedintx,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=1848;y>0;y--);}voidX9313W_SetVol(unsignedcharRNumber){unsignedchari;X9313W_INC=1;_nop_();_nop_();X9313W_CS=0;_nop_();_nop_();X9313W_UPDN=0;for(i=0;i<32;i++){X9313W_INC=1;_nop_();_nop_();X9313W_INC=0;_nop_();_nop_();

先调到0标准文档适用文案}X9313W_UPDN=1;//调到指定值for(i=0;i<RNumber;i++){X9313W_INC=1;_nop_();_nop_();X9313W_INC=0;_nop_();_nop_();}X9313W_INC=1;//电阻值保留_nop_();_nop_();X9313W_CS=1;_nop_();_nop_();X9313W_UPDN=1;_nop_();_nop_();X9313W_INC=1;}标准文档适用文案voidX9313W_IncVol(unsignedcharRNumber){unsignedchari;X9313W_INC=1;_nop_();_nop_();X9313W_CS=0;_nop_();_nop_();X9313W_UPDN=1;//加RNumber个指定值for(i=0;i<RNumber;i++){X9313W_INC=1;_nop_();_nop_();X9313W_INC=0;_nop_();_nop_();}X9313W_INC=1;//电阻值保留_nop_();标准文档适用文案_nop_();X9313W_CS=1;_nop_();_nop_();X9313W_UPDN=1;_nop_();_nop_();X9313W_INC=1;}voidX9313W_DecVol(unsignedcharRNumber){unsignedchari;X9313W_INC=1;_nop_();_nop_();X9313W_CS=0;_nop_();_nop_();X9313W_UPDN=0;//减RNumber个指定值for(i=0;i<RNumber;i++){X9313W_INC=1;标准文档适用文案_nop_();_nop_();X9313W_INC=0;_nop_();_nop_();}X9313W_INC=1;//电阻值保留_nop_();_nop_();X9313W_CS=1;_nop_();_nop_();X9313W_UPDN=1;_nop_();_nop_();X9313W_INC=1;}/*当地函数声明/voidDelayXus(BYTEn);标准文档适用文案/外面函数声明和外面变量声明*/bitB_1ms;//1ms标志u16msecond;u16Bandgap;unsignedintstep;/PWM配置函数//ADC配置函数/voidADC_config(void){ADC_InitTypeDefADC_InitStructure;构造定义ADC_InitStructure.ADC_Px=ADC_P1_All;//设置要做ADC的IO,ADC_P10~ADC_P17(或操作),ADC_P1_AllADC_InitStructure.ADC_Speed=ADC_180T;//ADC标准文档适用文案速度ADC_90T,ADC_180T,ADC_360T,ADC_540TADC_InitStructure.ADC_Power=ENABLE;//ADC功率赞同/封闭ENABLE,DISABLEADC_InitStructure.ADC_AdjResult=ADC_RES_H8L2;//ADC结果调整,ADC_RES_H2L8,ADC_RES_H8L2ADC_InitStructure.ADC_Polity=PolityLow;//优先级设置PolityHigh,PolityLowADC_InitStructure.ADC_Interrupt=DISABLE;//中止赞同ENABLE,DISABLEADC_Inilize(&ADC_InitStructure);初始化ADC_PowerControl(ENABLE);//独自的ADC电源操作函数,ENABLE或DISABLEP1n_pure_input((1<<0)||(1<<1)||(1<<2)||(1<<3)||(1<<4)||(1<<5)||标准文档适用文案(1<<6)||(1<<7));//把ADC口设置为高阻输入}///*主函数/voidmain(void){unsignedchari;inta;u16j;unsignedcharc[10];LCD_Init();//oled初始化ADC_config();Timer0_1T();Timer0_AsTimer();Timer0_16bitAutoReload();Timer0_Load(Timer0_Reload);Timer0_InterruptEnable();Timer0_Run();EA=1;//翻开总中止标准文档适用文案LCD_CLS();LCD_P8x16Str(0,0,"step:");LCD_P8x16Str(0,2,"AD0:");LCD_P8x16Str(0,4,"AD1:");X9313W_SetVol(0);step=0;while(1){if(B_1ms)//1ms到{//LCD_CLS();B_1ms=0;if(++msecond>=100)//300ms到{msecond=0;//LCD_P8x16Str(40,3,"abc");//Get_ADC10bitResult(0);Get_ADC10bitResult(0);j=Get_ADC10bitResult(4);//ad通道0sprintf(c,"%.2fA",j*5.0/1024.0);LCD_P8x16Str(40,2,c);标准文档适用文案j=Get_ADC10bitResult(5);//ad通道1sprintf(c,"%.2fV",j*30.0/1024.0);LCD_P8x16Str(40,4,c);if(P24==0)step++;if(step==32)step=0;if(P25==0)if(step--==0)step=31;X9313W_SetVol(step);sprintf(c,"%2d",step);LCD_P8x16Str(40,0,c);delayms(100);/**/}}}}///Timer01ms中止函数/voidtimer0(void)interruptTIMER0_VECTOR{//DisplayScan();//1ms扫描显示一位标准文档适用文案B_1ms=1;//1ms标志}测试方案与测试结果4.1测试方案1、硬件测试，测试电路的恒流恒压以及功率的设置。2、软件仿真测试，测试程序功能的圆满性，以及程序电流电压能知足对电路电流电压调治和显示精度的控制。、硬件软件联调，连结单片机和电源电路，测试两者功能的圆满性，经过对硬件电路和程序参数的调整使其能很好的达成对电压电流的控制节及显示功能。4.2测试条件与仪器测试条件：检查多次，仿真电路和硬件电路必然与系统原理图圆满相同，并且检查无误，硬件电路保证无虚焊。测试仪器：高精度的数字毫伏表，模拟示波器，数字示波器，数字万用表，指针式万用表。4.3