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《雙向DC-DC變換器(A題)報(bào)告.doc》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。
1、.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）2015年8月16日..摘要:本系統(tǒng)以同步整流電路為核心構(gòu)成雙向DC--DC電路，用兩塊LT8705構(gòu)建雙向DC—DC,當(dāng)系統(tǒng)選擇了充電模式，則關(guān)斷放電的LT8705模塊，當(dāng)放電的時(shí)候則關(guān)斷充電LT8705模塊。自動(dòng)模式的時(shí)候通過系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整輸入輸出模式，使得系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定。系統(tǒng)充電電流I1在1~2A圍步進(jìn)可調(diào)；設(shè)定I1=2A后，U2在24~36V圍變化時(shí)，充電電流I1的變化率小于1%；設(shè)定I1=2A，在U2=30V條件下，變換器的效率達(dá)到95%；12864實(shí)時(shí)顯示充電電流的數(shù)
2、值，精度誤差小于2%；具有過充保護(hù)功能；放電模式時(shí)，保持U2=30±0.5V，變換器效率達(dá)到97%，滿足題目要求。關(guān)鍵詞：雙向DC-DC電路；LT8705；關(guān)斷保護(hù)..目錄一、系統(tǒng)方案11.1雙向DC-DC電路方案論證與選擇11.2電流監(jiān)測反饋模塊的選擇11.3電流電壓測量AD模塊的論證與選擇11.4輔助電源的選擇11.5單片機(jī)的選擇1二、理論分析與計(jì)算12.1提高效率的方法1三、核心部分電路及程序設(shè)計(jì)1四、測試方法與數(shù)據(jù)1五、結(jié)果分析1六、參考文獻(xiàn)1..一、系統(tǒng)方案1.1雙向DC-DC電路方案論證與選擇方案1：采用雙向Buck-Boo
3、stDC-DC變換電路。工作原理：當(dāng)Q2保持關(guān)斷，Q1采用PWM工作方式工作時(shí)，變換器實(shí)際是一個(gè)Buck電路，能量從V1傳到V2。當(dāng)Q1保持關(guān)斷，Q2采用PWM工作方式工作時(shí)，交換器相當(dāng)于一個(gè)Boost電路，能量從V2傳到V1。如圖1所示。其可以實(shí)現(xiàn)降壓充電又可實(shí)現(xiàn)升壓輸出，有較好的靈活性。驅(qū)動(dòng)開關(guān)管部分電路簡單，但效率達(dá)不到要求。圖1雙向Buck-BoostDC-DC變換電路方案2：采用LT8705降壓-升壓型DC-DC控制器，該器件可以在輸入電壓高于、低于或等于輸出電壓的情況下運(yùn)作。輸入電壓圍：2.8V至80V；輸出電壓1.3V至8
4、0V。同步整流：效率高達(dá)98%，可同步的固定頻率：100KHz至400KHz。該方案的優(yōu)點(diǎn)，效率極高，可以很好的滿足題目的效率要求。電路原理圖見附圖1。方案3：采用雙向半橋DC-DC變換電路。如圖2..，電路由兩個(gè)半橋組成，高壓側(cè)為電壓型半橋，低壓側(cè)為電流型半橋Lr為變壓器漏感與外加電感之和。由于變壓器的激磁電感Lm遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于漏感，因此可以將其忽略。該方案電路相對復(fù)雜，且有變壓器整個(gè)系統(tǒng)質(zhì)量偏重，效率較低，不符合題目要求。圖2雙向半橋DC-DC變換電路分析：方案二效率更高，且電路簡單易實(shí)現(xiàn)，故選用LT8705作為雙向DC-DC電路的主要芯
5、片。1.2電流監(jiān)測反饋模塊的選擇方案1：采用INA196電流采樣芯片，INA194是16位電流檢測器。共模電壓圍-16到+36v，工作溫度圍-45°C到+125°C，在整個(gè)工作溫度圍，誤差小于3%；帶寬可達(dá)500kHz；靜態(tài)電流最大值900uA；輸出電壓正比于檢測電流，檢測電流圍大；部運(yùn)放輸出接近電源電壓：與V+差0.1V，與GND差3mV，工作溫度圍-45°C到+125°C，該方案的優(yōu)點(diǎn)是：精度高，功耗低，電路簡單易實(shí)現(xiàn)。方案2：采用MAX471精密電流傳感放大器MAX471。MAX471置35mΩ精密傳感電阻,可測量電流的上下限為±
6、3A。所需的供電電壓VBR／VCC為3～36V,..所能跟蹤的電流的變化頻率可達(dá)到130kHz。該方案的優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)速度快，精度可觀。方案3：采用AD8221精密儀表放大器，AD8221是一款增益可編程、高性能儀表放大器，相比于同類芯片其相對于頻率的共模抑制比（CMRR）最高，從而打打降低對濾波器的要求，該器件的額定工作溫度為-40°C至+85°C，該方案的優(yōu)點(diǎn)：功耗低，速度快。分析：AD8221的精度相比于其他兩個(gè)芯片更高，且性能最佳，故選用AD8221作為電流檢測反饋模塊的主要芯片。1.3電流電壓測量AD模塊的論證與選擇方案1：分別采
7、用電流電壓型模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0832和ADC0809。ADC0832是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，8路輸入通道，8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。單個(gè)+5V電源供電。該芯片，分辨率相對較低，不符合題目的分辨率要求。方案2：采用ADS8
8、688單電源8通道逐次逼近寄存器(SAR)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，其工作時(shí)的吞吐量可達(dá)500kSPS。支持自動(dòng)和手動(dòng)兩種掃描模式的4通道或8通道多路復(fù)用器、以及低溫度漂移的片上4.096V基準(zhǔn)電壓。采用5V.
