2015年全国大学生电子设计竞赛双向dcdc电源设计报告

《2015年全国大学生电子设计竞赛双向dcdc电源设计报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、word格式整理版2013年全国大学生电子设计竞赛双向DC-DC变换器（A题）2015年8月12日学习参考word格式整理版摘要本系统以Buck和Boost并联，实现双向DC-DC交换，以STM32为核心控制芯片。Buck降压模块使用XL4016开关降压型转换芯片，通过单片机闭环实现恒流输出控制。放电回路选择Boost升压模块，以UC3843作为PWM控制器，组成电压负反馈系统，通过调整PWM的占空比，实现稳压输出。系统能自动检测外部电源电压变化，在负载端电源较高时自动切换成充电模式，反之切换为放电状态。系统具有过流、过压保护功能，并可对输出电压、电流进行测量和显示。 关键字：DC-DC交

2、换；Buck；Boost；PWM控制AbstractThesystemisBuckandBoostparallel,toachievetwo-wayDC-DCexchange,STM32asthecorecontrolchip.TheBuckBuckmoduleusestheXL4016switchBuckconverterchip,takesthecurrentsignalintheoutput,controlsthefeedbackofXL4016,completestheclosed-loopcontrol,andrealizestheconstantcurrentoutput.Bo

3、ostboostmoduleusesUC3843asthePWMcontrolchip,accordingtotheoutputvoltagenegativefeedbacksignaltoadjustthePWMsignal,theclosed-loopcontroliscarriedout,inordertoachievetheregulatoroutput.Systemcanautomaticallyswitchchargeanddischargemode,canalsobemanuallyswitch.Thesystemhasthefunctionofovercurrentando

4、vervoltageprotection,andcanmeasureanddisplaytheoutputvoltageandcurrent.Keywords:bidirectionalDC-DCconverter,Buck,boost,PWMcontrol学习参考word格式整理版目录1系统方案11.1升、降压电路的论证与选择11.2系统组成及控制方法12系统理论分析与计算22.1电路设计与分析22.1.1提高效率的方法22.1.2控制回路分析22.2控制方法分析22.3升压、降压电路参数计算32.3.1元件选取32.3.2电感计算33电路与程序设计43.1电路的设计43.1.1系统总体

5、框图43.1.2充电系统原理43.1.3放电系统原理53.2程序的设计53.2.1程序功能描述与设计思路53.2.2程序流程图54测试方案与测试结果64.1测试方案64.2测试条件与仪器74.3测试结果及分析74.3.1测试结果(数据)74.3.2测试分析与结论7附录1：电路原理及实物8附录2：主要程序片段9学习参考word格式整理版双向DC-DC变换器1系统方案系统要求效率，所以恒压输出、稳流输出都应采用开关电路，鉴于本题目要求的功能，系统主要由恒压控制模块、恒流控制模块组成，另为了灵活调整输出参数并实时监控系统工作状态，运用单片机控制技术，还有支持系统控制系统工作的辅助电源。1.1升、

6、降压电路的选择当前流行的开关电源大多基于Buck、Boost基本电路拓扑结构或他们的结合，进行仔细分析后，系统需求的尽是升压和降压，在Buck、Boost基础上附加反馈控制就可完成任务，这样还可以省略繁杂的变压器参数设计，因电路简洁实现起来更加容易。并且因为使用较少的常规元件，节省成本提高可靠性，符合产品设计的思路。1.2系统组成及控制方法借用现有成熟PWM控制器，该类集成电路输出波形好，工作稳定，都具备至少一个反馈控制引脚，按照厂商提供的典型电路就可装调出应用电路。但这类电路一般针对专用场合设计，借用时需要较多设计计算，特别是该类芯片的反馈有极高的控制灵敏度，在单片机参与时需要较多改动。

7、降压回路使用XL4016，升压回路以UC3843为核心，控制单片机使用STM32，有很高的工作速度、丰富的外围资源，可以很好地完成系统控制任务。2系统理论分析与计算2.1电路设计与分析2.1.1提高效率的方法在电路的设计过程中，找到了影响系统效率的主要因素有三点：功率变换器开关器件的开关损耗；感性元件的铁损和铜损；控制电路的损耗。.所以提高系统效率，我们可以从这三方面出发。1．开关器件的损耗不可避免，但是可以采用低功耗的