word版可編輯-全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽雙向dcdc電源設(shè)計(jì)報(bào)告doc精心整理doc-展示頁(yè)
2025-07-24 11:52本頁(yè)面
【正文】 cording to the output voltage negative feedback signal to adjust the PWM signal, the closedloop control is carried out, in order to achieve the regulator output. System can automatically switch charge and discharge mode, can also be manually switch. The system has the function of over current and over voltage protection, and can measure and display the output voltage and current.Key words: bidirectional DCDC converter, Buck, boost, PWM control目 錄1系統(tǒng)方案 1 升、降壓電路的論證與選擇 1 系統(tǒng)組成及控制方法 12系統(tǒng)理論分析與計(jì)算 2 電路設(shè)計(jì)與分析 2 提高效率的方法 2 控制回路分析 2 控制方法分析 2 升壓、降壓電路參數(shù)計(jì)算 3 元件選取 3 電感計(jì)算 33電路與程序設(shè)計(jì) 4 4 4 充電系統(tǒng)原理 4 放電系統(tǒng)原理 5 5 5 54測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果 6 6 測(cè)試條件與儀器 7 測(cè)試結(jié)果及分析 7(數(shù)據(jù)) 7 7附錄1：電路原理及實(shí)物 8附錄2：主要程序片段 9雙向DCDC變換器（A題）【本科組】1系統(tǒng)方案系統(tǒng)要求效率，所以恒壓輸出、穩(wěn)流輸出都應(yīng)采用開(kāi)關(guān)電路，鑒于本題目要求的功能，系統(tǒng)主要由恒壓控制模塊、恒流控制模塊組成，另為了靈活調(diào)整輸出參數(shù)并實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)工作狀態(tài)，運(yùn)用單片機(jī)控制技術(shù)，還有支持系統(tǒng)控制系統(tǒng)工作的輔助電源。系統(tǒng)具有過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)功能，并可對(duì)輸出電壓、電流進(jìn)行測(cè)量和顯示。放電回路選擇Boost升壓模塊，以UC3843作為PWM控制器，組成電壓負(fù)反饋系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)整PWM的占空比，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。2013年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽雙向DCDC變換器（A題）2015年8月12日II摘 要 本系統(tǒng)以Buck和Boost并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)雙向DCDC交換，以STM32為核心控制芯片。Buck降壓模塊使用XL4016開(kāi)關(guān)降壓型轉(zhuǎn)換芯片，通過(guò)單片機(jī)閉環(huán)實(shí)現(xiàn)恒流輸出控制。系統(tǒng)能自動(dòng)檢測(cè)外部電源電壓變化，在負(fù)載端電源較高時(shí)自動(dòng)切換成充電模式，反之切換為放電狀態(tài)。 升、降壓電路的論證與選擇方案一：采用線性電源電路。方案二：正激、反激變換器。方案三：當(dāng)前流行的開(kāi)關(guān)電源大多基于Buck、Boost基本電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或他們的結(jié)合，在對(duì)題目進(jìn)行仔細(xì)分析后，系統(tǒng)需求的盡是升壓和降壓，在Buck、Boost基礎(chǔ)上附加反饋控制就可完成任務(wù)，這樣還可以省略繁雜的變壓器參數(shù)設(shè)計(jì)，因電路簡(jiǎn)潔實(shí)現(xiàn)起來(lái)更加容易。綜合以上分析，選擇方案三。該方案電路最簡(jiǎn)單，各種控制靈活，缺點(diǎn)有單片機(jī)運(yùn)算量過(guò)大，開(kāi)關(guān)信號(hào)占空比受單片機(jī)限制，浮點(diǎn)運(yùn)算的時(shí)延影響電路跟隨，另外單片機(jī)容易受到功率管開(kāi)關(guān)干擾而失靈。方案三：借用現(xiàn)有成熟PWM控制器，該類(lèi)集成電路輸出波形好，工作穩(wěn)定，都具備至少一個(gè)反饋控制引腳，按照廠商提供的典型電路就可裝調(diào)出應(yīng)用電路。為提高系統(tǒng)性能選擇方案三，降壓回路使用XL4016，升壓回路以UC3843為核心，控制單片機(jī)使用STM32，有很高的工作速度、豐富的外圍資源，可以很好地完成系統(tǒng)控制任務(wù)。.所以提高系統(tǒng)效率，我們可以從這三方面出發(fā)。采用MOS管做為開(kāi)關(guān)管，IRF540型MOS管開(kāi)關(guān)損耗小，其只在導(dǎo)通期間由開(kāi)關(guān)損耗，適合頻率比較高的工作場(chǎng)合。如此選擇器件可以降低開(kāi)關(guān)器件的損耗，提高系統(tǒng)效率。所以在滿(mǎn)足要求的條件下減小電感，并且嚴(yán)格按照要求繞制電感，減小磁隙，線圈緊湊等。 控制回路分析：在輸出端檢測(cè)采樣電阻的電壓，因?yàn)樾盘?hào)很小，經(jīng)過(guò)20倍放大送至單片機(jī)，單片機(jī)將處理結(jié)果，經(jīng)誤差放大器送至XL4016的反饋端FB。經(jīng)過(guò)閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)控制，可以使輸出電流恒定，起到了過(guò)流保護(hù)作用。此外，還可以手動(dòng)切換工作模
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