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《雙向DC-DC變換》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、2015年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽論文A題：雙向DC-DC變換器2015年8月15日雙向DC-DC變換器（A題）摘要本設(shè)計(jì)采用PWM技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)雙向DC—DC變換，可由外部電源給鋰電池充電，當(dāng)外部電源低于30伏時(shí)則由鋰電池直接給負(fù)載供電，且兩者可以根據(jù)外部電源電壓與鋰電池電壓的高低進(jìn)行自動(dòng)切換。本設(shè)計(jì)使用BUCK（直流斬波降壓電路）電路實(shí)現(xiàn)恒流充電，采用BOOST（直流斬波升壓拓?fù)潆娐罚?shí)現(xiàn)鋰電池給負(fù)載恒壓供電。本設(shè)計(jì)使用STM32為主控模塊，主要采用TL494來(lái)產(chǎn)生單路PWM波，該P(yáng)WM波進(jìn)入半橋驅(qū)動(dòng)芯片IR2401后可產(chǎn)生兩路互
2、補(bǔ)的PWM波，以此驅(qū)動(dòng)相應(yīng)大功率場(chǎng)效應(yīng)管，該驅(qū)動(dòng)方式屬于同步整流的范圍，因此其效率可達(dá)到90%以上。關(guān)鍵字：DC-DC，STM32，BOOST電路，BUCK電路，同步整流AbstractThisdesignusesPWMtechnologytoachievetwo-wayDC-DCtransform,whichcanbechargedbytheexternalpowertothelithiumbattery,whentheexternalpowersupplyislowerthan30volts,andthetwocanauto
3、maticallyswitchaccordingtothevoltageoftheexternalpowersupplyvoltageandthelithiumbattery.ThedesignusesBUCK(DCchoppercircuit)circuittoachieveconstantcurrentcharging,usingBOOST(DCchopperboosttopology)toachievealithiumbatterypowersupplytotheload.ThisdesignusetheSTM32asth
4、emaincontrolmodule,themainuseofTL494toproduceasinglePWMwave,thePWMwaveafterenteringthehalfbridgedriverchipIR2401cangeneratetwocomplementaryPWMwave,soastodrivethecorrespondinghighpowerfieldeffecttransistor,thedriveisthesynchronousrectificationrange,sotheeffectratereac
5、hedmorethan90%.Keywords:DC-DC,STM32,BOOSTcircuit,buakcircuit,synchronousrectifier9一、方案論證及比較1.拓?fù)浞桨傅倪x擇和論證方案一：使用LM2596分別做兩個(gè)電路，一個(gè)用MAX417和LM2596做恒流源，實(shí)現(xiàn)外部電源給電池恒流充電，另一路使用LM2596作恒壓源，實(shí)現(xiàn)電池給負(fù)載供電。方案二：用BUCK電路作為降壓恒流源，實(shí)現(xiàn)給電池充電，用BOOST來(lái)升壓實(shí)現(xiàn)電池給負(fù)載供電。這兩個(gè)電路都是使用場(chǎng)效應(yīng)管和續(xù)流二極管實(shí)現(xiàn)的，存在效率低的缺點(diǎn)。方案三：方
6、案三和方案二類似，使用的都是BUCK和BOOST拓?fù)潆娐罚褂昧送秸麟娐?。同步整流是現(xiàn)在做電源的很好的一個(gè)整流電路，它可以很好的提高效率。由于在這道題中對(duì)效率的要求要達(dá)到90%以上，為了能滿足設(shè)計(jì)的需求，所以選擇方案三。電路圖如圖1-1所示。圖1-1BUCK與BOOST與同步整流電路拓?fù)?.產(chǎn)生PWM波方案方案一：使用STM32的PWM功能，產(chǎn)生兩路的互補(bǔ)的PWM波，外加驅(qū)動(dòng)電路，直接去驅(qū)動(dòng)同步整流橋，然后在程序里面做到閉環(huán)控制，讓設(shè)定的PWM波的占空比能很好的跟蹤輸出，但是程序難度相對(duì)大，而且可靠性相對(duì)較低。9方案二：使
7、用TL494產(chǎn)生一路占空比可調(diào)，且占空比可達(dá)100%的PWM波，然后進(jìn)入一個(gè)驅(qū)動(dòng)板橋的電路，由此產(chǎn)生兩路互補(bǔ)的PWM波，然后直接去驅(qū)動(dòng)整流橋的上下管，實(shí)現(xiàn)整流功能，也就是實(shí)現(xiàn)BUCK電路的直流斬波降壓功能和BOOST的直流斬波升壓功能。同時(shí)由于使用TL494可以很好的實(shí)現(xiàn)硬件閉環(huán)控制,且易于結(jié)合單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)控，所以選擇方案二。原理圖如圖1-2所示。圖1-2PWM波產(chǎn)生電路3.處理器方案一：使用AT89S52來(lái)做為CPU實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Fl
8、ash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)
