基于升降压电路的双向DC-DC变换电路

1、基于bucket-boosts电路的双向dc-dc转换电路目录1系统方案41.1 dc-dc双向转换器模块的论证和选择41.2测量电路系统的论证和选择42系统理论分析和计算42.1双向buck-boost主拓电路的分析42.2感应电流的连续工作原理和基本关系52.3控制方法和参数计算63电路和程序设计73.1电路的设计73.1.1系统整体框图图73.1.2对电池组充电的buck电路模块73.1.3电池放电升压模块83.1.4测量模块电路图83.1.5电源93.2编程94测试方案和测试结果154.1测试方案154.2试验条件和设备154.3测试结果和分析154.3.1测试结果(数据) 154.3

2、.2测试分析和结论16摘要双向dc/dc转换器(bi-directional dc-dc转换器，bdc )是可以在双象限工作的dc转换器，可以实现能量的双向传输。 随着开关电源技术的发展，双向dc/dc转换器已经大量应用于电动汽车、太阳能电池阵列、不间断电源和分布式发电站等领域，作为dc/dc转换器的新形式，在开关电源领域占有越来越重要的地位。 如果需要使用双向dc/dc转换器，系统的体积重量和成本会大大减轻，有重要的研究价值。 既然问题是作用于可充电锂电池的双向dc-dc转换器，那么一定包含降压、升压、电压调整、恒流等要求。 考虑到对问题效率的要求，选择降压buck电路、升压boost电路，

3、并用反馈电路和运算放大器电路实现电压调整和恒流等要求，通过一系列的测试和实验进行一些大量的计算，基本上可以完成问题的大部分要求。关键词：双向dc/dc转换器双向buck-boost转换器效率稳定化1系统方案本系统主要由dc-dc双向转换器模块、测量电路模块和辅助电源模块组成，分别论证这些模块的选择。1.1 dc-dc双向转换器模块的论证和选择建议1 :使用大功率线性稳定芯片构建稳定电路，使充电电压保持恒定，输入电压高于充电合适电压时，实现输入电压的降压，对电池组充电。 该电路周边简单，稳定充电不需要软件控制，简单方便，但转换效率低。 采用基于ne555的通常的升压电路，该电路设计简单，成本低，

4、但是转换效率低，电池电压利用率低，输出功率小，因此更难以与基于大的稳定芯片构成的稳定电路结合来构成dc-dc双向转换器。建议2 :采用2:bucket-boost电路，选择适当的开关管、回流二极管，功率转换效率高，电路简单，功耗小，稳定范围宽，能很好地实现输入降压、输出升压。 但是，因为输入输出电流有波动，所以输入电源有电磁干扰，输出波动大。 因此，在实用中经常加入输入、输出滤波器。建议1虽然简单轻便，但会影响电源的效率。 提案2的buck电路，为了保证电源的降压，可以对电池组充电，以电池组的充电率满足主题的要求，所以采用提案2。1.2测量电路系统的论证和选择建议1 :采用基于51单片机的数控

5、电路，测定精度高，但不能连续调整，制作过程复杂，工作量大，成本高，维护复杂。基于方案uc3843的测量电路虽然电路简单、效率高、可靠性高，但随着负载的增大，输出波形变得不稳定。综合考虑采用方案2。2系统理论的分析和计算2.1双向buck-boost主拓电路的分析buck-boost转换器是输出电压比输入电压低或高的单管道直流转换器，主电路与buck或boost转换器使用的部件相同，由开关管、二极管、电感和电容器构成。 下面的图1所示。 buck-boost转换器也有感应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转换器在不同动作状态下的等效电路图。

6、 在感应电流连续的摄像室的情况下，有图3a的开关管s1接通时的动作模式和图3 b的开关管s1断开、l回流时的动作模式。图1的主电路图2电感电流的连续动作波形s1接通s1关断图3 buck-boost不同开关模式下的等效电路2.2感应电流的连续工作原理和基本关系当感应电流连续动作时，buck/boost转换器具有开关管s1的接通和断开2种动作模式。开关模式10 :在t=0时，s1导通，对电源电压施加电感，电感电流直线增加，二极管d环、负载电流从电容器供给t=时，电感电流增加到最大值，s1截止。 s1导通期间电感电流的增加量在开关模式2t:下稳定工作时，s1导通期间增加量与s1截止期间的减少量相等

7、，或者作用于电感的电压的伏秒面积为零根据(2-8)式，如果是0.5， 0.5的话相反，0.5。 如果转换器没有损失，则输入电流平均值和输出电流平均值之比在开关管s1断开时，施加在集电极和发射极间电压是输入电压和输出电压之和，这也是二极管d断开时受到的电压从图1-2可以看出，电感电流平均值是在s1和d的导通期间流过的电流的平均值之和，即开关管s1和二极管d的电流的最大值与电感电流的最大值相等。作为s1导通期间、电容电压变化量的输出电压脉动d根据s1导通期间的放电量=计算，=，因此：2.3控制方法和参数计算1 .升压电路的控制方法：负反馈。2.buck电路的控制方法：正反馈。3 .振荡频率的计算公

8、式：4 .反馈深度： tl431是并联稳压器集成电路。 三端子可变分流基准源，可编程输出电压：2.5v36v，电压基准误差： 0.4%，标准值25(tl431b )，低动态输出阻抗：0.22(标准值)，温度补偿工作全额定工作温度范围，负载电流1.0毫安-100毫安在全温度范围内温度特性平坦，代表值为50 ppm/，最大输入电压为37v，最大工作电流150ma，内基准电压为2.495v(25c )。5 .放大器选择lm358的放大电路，放大倍率的计算公式：6 .软件算法： 15f2k60s2单片机是高速/低功耗的单片机，可以任意选择12时钟/机械周期和6时钟/机械周期，内部集成max810专用复

9、位电路，时钟频率为12 工作电压： 5.5v - 3.8v(5v单片机)/3.8v - 2.4v(3v单片机)，工作频率范围：040mhz，通常为8051的080mhz，用户应用空间4k/6k/7k/8k/32k/40k/48k/56k/61k/字节，芯片上集成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：提高频率，改善电路结构。三电路和程序设计3.1电路的设计3.1.1系统整体框图系统整体的框图如图4所示测量电路双向dc-dc转换电路电池包直流稳压电源放电放电图4系统整体框图3.1.2对电池组充电的buck电路模块降压充电模块的概念图如图5

10、(附录)所示。图5降压buck电路图3.1.3电池放电升压模块电池放电升压升压电路的电路图如图6所示。图6升压升压电路3.1.4测量模块的电路图测量模块电路如图7所示。图7测量电路图3.1.5电源系统需要直流稳压电源供电，采用基于lm7805和lm7815的直流稳压电路为单片机、放大器供电。3.2程序设计采用基于stc15f2k60s2的单片机系统，控制电压和电流的显示，调节数字电位计。源程序如下所示：#include stc15fxxxx.h #include intrins.h #包含代码tab.h #include lq12864.h #include stdio.h #include

11、adc.h #includepca.h # define timer0_ reload (65536 ul-(main _ fosc/1000 ) )/time r0中断频率，1000次/秒# define p1n _ pure _ input (bitn ) p1m1|=(bitn )，p1m0=(bitn )类型无符号char byte；sbit x9313w_inc=p32； /计数脉冲输入端、下降沿触发sbit x9313w_updn=p33； /方向、高电平相加、低电平减法sbit x9313w_cs=p34； /切片选择，低电平有效在stc 12 c 5608 ad 11mhzz=1的情况下，正确的延迟时间为1毫秒我要去找你。void delayms(unsigned int z )举止unsigned int x，y；for(x=z； x0； x- )for(y=1848； y0； y- )；以下void xx 9313 w _ set vol (unsignedcharrsnumber )举止无符号char i；x9313w_inc=