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1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案2015年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽雙向DC-DC變換器（A題）學(xué)號：1440720117呂剛2015年12月30日文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案摘要本設(shè)計(jì)主要由雙向DC-DC變換電路、測控顯示電路、輔助電源三部分構(gòu)成，其中雙向DC-DC變換電路降壓部分采用XL4016開關(guān)降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換芯片，最高轉(zhuǎn)換效率可達(dá)93%，升壓部分采用XL6019開關(guān)型升壓/降壓芯片，具有低紋波，輸入范圍廣，轉(zhuǎn)換效率高的特點(diǎn)。恒流部分采用PWM控制原理，形成一個(gè)閉環(huán)回路，控制電流恒定，恒壓部分完全由硬件控制，單片機(jī)輔助控制的方式。以上部分確保系統(tǒng)滿足題目要求，實(shí)現(xiàn)恒流充電
2、，恒壓放電，過壓保護(hù)功能，并且有著較高的轉(zhuǎn)換效率。在本次設(shè)計(jì)中恒壓部分完全有硬件控制，硬件自身形成一個(gè)閉環(huán)控制回路，對電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)使其恒定題目要求的精度范圍。單片機(jī)通過光耦電路的工作與停止，恒流部分由PWM調(diào)節(jié)占空比，使其恒流。關(guān)鍵字電池充放電升壓降壓XL4016XL6019STM32文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案目錄一、系統(tǒng)方案11、雙向DC-DC變換電路的論證與選擇12、測量控制方案和輔助電源的論證與選擇13、控制方法的論證與選擇1二、系統(tǒng)理論分析與計(jì)算2三、電路與程序設(shè)計(jì)31、電路的設(shè)計(jì)3（1）系統(tǒng)總體框圖32、程序的設(shè)計(jì)5（1）程序功能描述與設(shè)計(jì)思路5（
3、2）程序流程圖63、程序流程圖7四、測試儀器與數(shù)據(jù)分析7附錄1：電路原理圖9附錄2：源程序10文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案雙向DC-DC變換器（A題）【本科組】一、系統(tǒng)方案本設(shè)計(jì)主要由雙向DC-DC變換電路、測控顯示電路、輔助電源三部分構(gòu)成，其中雙向DC-DC變換電路降壓部分采用XL4016開關(guān)降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換芯片，最高轉(zhuǎn)換效率可達(dá)93%，升壓部分采用XL6019開關(guān)型升壓/降壓芯片，具有低紋波，輸入范圍廣，轉(zhuǎn)換效率高的特點(diǎn)。恒流部分采用PWM控制原理，形成一個(gè)閉環(huán)回路，控制電流恒定，恒壓部分完全由硬件控制，單片機(jī)輔助控制的方式。以上部分確保系統(tǒng)滿足題目要
4、求，實(shí)現(xiàn)恒流充電，恒壓放電，過壓保護(hù)功能，并且有著較高的轉(zhuǎn)換效率。1、雙向DC-DC變換電路的論證與選擇方案1:由降壓斬波變換電路(即Buck變換電路)和升壓斬波變換電路（即Boost電路）組成雙向DC-DC變換電路，分別各使用一個(gè)全控型器件VT（IGBT或MOSFET）,對輸入直流電源進(jìn)行斬波控制通過調(diào)整全控型器件VT的控制信號占空比來調(diào)整輸出電壓。方案2：采用XL4016開關(guān)型降壓芯片和XL6019開關(guān)型升壓/降壓芯片構(gòu)成升壓、降壓電路具有低紋波，內(nèi)助功率MOS,具有較高的輸入電壓范圍，內(nèi)置過電流保護(hù)功能與EN引腳邏輯電平關(guān)斷功能。綜合以上兩種方案
5、，考慮到時(shí)間的限制，選擇了比較容易實(shí)現(xiàn)的方案2。2、測量控制方案和輔助電源的論證與選擇由于瑞薩單片機(jī)開發(fā)套件數(shù)量有限，所以我們選擇了一款相對便宜，速度快，性價(jià)比較高的STM32103V8T6作為控制器，顯示部分由于收到題目對作品重量的要求，選擇了質(zhì)量輕，分辨率較高的0.96寸OLED屏幕顯示。由于市場上所售開關(guān)電源模塊的，紋波大的因素，所以輔助電源選擇了一個(gè)較小的9V變壓器，進(jìn)行，整流濾波作為輔助電源。3、控制方法的論證與選擇方案1：采用PWM調(diào)節(jié)占空比的方法控制降壓芯片的控制端，達(dá)到控制恒流和控制恒壓的目的，采用PWM調(diào)節(jié)軟件較為復(fù)雜，而且PWM調(diào)節(jié)
6、較為緩慢，軟件控制難度大。方案2：恒壓部分完全有硬件控制，硬件自身形成一個(gè)閉環(huán)控制回路，對電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)使其恒定題目要求的精度范圍。單片機(jī)通過光耦電路的工作與停止，恒流部分由PWM調(diào)節(jié)占空比，使其恒流。綜合以上兩種方案，選擇軟件較為簡單，硬件較為復(fù)雜的方案2。二、系統(tǒng)理論分析與計(jì)算1、充電電路設(shè)計(jì)分析文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案充電電路也就是一個(gè)降壓電路，并且要求是一個(gè)恒流源，本次競賽選取XL4016為核心降壓芯片，其結(jié)構(gòu)如圖所示。管腳定義如下典型應(yīng)用電路如下2.2放電電路設(shè)計(jì)分析XL6019是一款專為升壓、升降壓設(shè)計(jì)的單片集成電路，可工作在DC5V到40V輸入
7、電壓范圍，低紋波，內(nèi)置功率MOS。XL6019內(nèi)置固定頻率振蕩器與頻率補(bǔ)償電路，簡化了電路設(shè)計(jì)。PWM控制環(huán)路可以調(diào)節(jié)占空比從0~90%之間線性變化。內(nèi)置過電流保護(hù)功能與EN腳邏輯電平關(guān)斷功能。典型應(yīng)用電路如下2.1充電電路設(shè)計(jì)分析充電電路也就是一個(gè)降壓電路，并且要求是一個(gè)恒流源，本次競賽選取XL4016為核心降壓芯片，其結(jié)構(gòu)如圖所示。XL4016降壓模塊電路圖如下所示文檔大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案2.2放電電路設(shè)計(jì)分析XL6019是一款專為升壓、升降壓設(shè)計(jì)的單片集成電路，可工作在DC5V到40V輸入電壓范圍，低紋波，內(nèi)置功率MOS。XL6019內(nèi)置固定頻率振蕩
8、器與頻率補(bǔ)償電路，簡化了電路設(shè)計(jì)。PWM控制環(huán)路可以調(diào)節(jié)占空比從0~90%之間線性變化。內(nèi)置過
