原创《基于微机控制的双向DC—DC变换器设计》：此文是一篇变换器论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。
摘 要：文章设计了一种微机控制的双向DC-DC变换器.它通过采集电池组充电或放电状态时的电流、电压信号送给AD转换器,微控制器利用PID算法实现对控制量的计算以PWM脉冲控制双向DC-DC变换器场效应管的导通时间,完成电池组恒流充电或恒压放电,实现能量双向流动.
关键词：双向DC-DC变换器；PID算法；PWM；恒流
中图分类号：TP302.1 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）13-0210-02
1概述
在一个电路系统中直流电源间需要双向能量流动情况都需要双向DC-DC变换器.它是指当双向DC-DC变换器的输入、输出电压极性不变,通过控制变换器使输入、输出电流方向发生改变,同时保证输入和输出端口的电流和电压能稳定、可控,保证能量双向流动.双向DC-DC变换器可以看做一个中间电路网络,不仅可以使功率从输入端流向输出端,也能使输出端流向输入端.因此直流电机驱动系统、不间断电源系统、航空航天电源、太阳能（风能）发电系统、能量储存系统、电动汽车动力系统等广泛应用.
本文设计一种DC-DC变换器,能够实现能量的双向流动,当电池充电时电流可调并可恒流控制,当电池处于放电状态时变换器输出恒压控制.
2系统结构
系统总体结构如图1所示,控制器通过控制DC-DC变换器电路开关实现直流电源对电池充电或反之控制DC-DC控制器实现电池放电.当处于充电状态时,ADC检测电池充电电流并反馈给控制器,然后控制器控制DC-DC变换器以设定值保持恒流方式充电.当电池放电时,ADC检测电池输出电压,控制器控制DC-DC变换电路保持恒压输出.按键用于设置充电电流、电压.LCD显示充电电流、电压,电池放电电压等.
3系统硬件构成
3.1STC12C5A16S2控制器
系统采用STC12C5A16S2作为主控制器,它具有16KBFLASH程序存储器,1280B内部RAM,2个16位的定时计数器,一个8路10位AD,指令与51单片机完全兼容,时钟频率可达40MHz.STC12C5A16S2将ADC送人的电流和电压值与设定值进行比较后,利用相应算法计算出控制量PWM值去控制DC-DC控制器从而达到对电池组充电、放电过程的控制.
3.2按键和LCD显示
由于仅仅需要对电流和电压进行设置,采用4个独立式按键分别完成电流、电压选择键、加一键、减一键和确定键.为了显示充电电流、电压信号同时减小体积和重量可采用LCD1602显示.
3.3雙向DC-DC控制电路
DC-DC控制电路有两种状态“充电”和“放电”如图2所示,当开关S1、S2处于充电位置时,驱动电路IR2104输出H0为1,L0为0使场效应管Q1导通、Q2截止,直流电源通过Q1对电池组充电并且电感L1储存能量；输出H0为0,L0为1场效应管Q1截止、Q2导通,电感u通过释放能量阻止电池电流增大而放电,上述过程周期出现,且时间短,通过控制H0与L0电平时间即可控制对电池充电.开关S1、S2处于放电位置时,驱动电路输出H0为0,L0为1使场效应管Q1截止、Q2导通,电感储存能量并给电容充电,当输出H0为1,L0为0时场效应管Q1导通、Q2截止,电感、电容及电池共同通过Q1向负载RL供电.Ia和Ib是监测电池组充（放）电电流端点,VB是监测电池组充（放）电电压端点.将电池组电压分压后,将取样电压送微控制器进行AD转换后乘以系数就可知电池组端电压.
3.4双向DC-DC驱动器
IR2104是一个输出逻辑驱动高（低）侧高压、高速功率场效应管驱动器.输入兼容CMOS或TTL电平.IN引脚输出控制HO和LO,当IN为高电平时HO为高电平LO为低电平,IN是低电平时HO为低电平LO为高电平（HO和LO逻辑上总是相反）.SD引脚为电平则HO、LO都为低电平并不随IN变化为变化.IN引脚信号是来自微控制器的PWM信号,HO、LO引脚输出分别驱动高（低）侧场效应管控制实现充放电过程.
3.5电流采集电路
ACS712是一个电流传感器,输出电压与测量的直流或交流电流成线性比例关系.电流从IP+引脚输入,IP-引脚输出,VIOUT端输出与电流成线性关系的电压.FILTER引脚外接电容用于对输出滤波.图3中IP+和IP-分别接入双向DC-DC变换器的Ia和Ib端用来测量电池组充放电电流,输出电压与输入电流的关系VIOUT等于0.0667IP+2.5,当充电电流在0-2A变化时VIOUT在2.5V-2.633V之间.VIOUT引脚接一个电压跟随器以提高输出阻抗,将VI输入微控制器STC12C5A60S2进行AD转换.
4系统软件设计
系统软件主要包括按键识别模块、显示模块、AD转换模块、PID运算和PWM产生模块.主流程如图5,通过中断方式实现按键识别,定时中断完成对电压和电流采集和AD转换同时利用PID算法实现控制量的输出.
变换器论文参考资料：
结论：基于微机控制的双向DC—DC变换器设计为关于本文可作为变换器方面的大学硕士与本科毕业论文变换器论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
