双向DC-DC变换器.docx

【摘要】本文以2015年全国大学生电子设计竞赛为背景，采用同步BUCK拓扑结构，设计了一种基于STC15W4K58S4型单片机的双向DC／DC变换器。一方面，通过半桥驱动器IRS2111驱动Buck电路和Boost电路，可实现对电池的充电功能以及电池升压供电的目的。另一方面，通过单片机的程序控制，可实现Buck（降压式变换）电路和Boost（升压式变换）电路的自由切换,以达到双向控制的目的。同时利用单片机内部自带的1O位A／D转换器，实现了电路中电流和电压的精准采集，并可以通过按键实时增减电路电流。

【关键词】单片机； 双向DC／DC变换； 同步Buck(Boost)

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论-1

1.1双向DC-DC变换器的特点-1

1.2双向DC-DC变换器的构成-1

第二章 系统方案与设计-2

2.1设计要求-2

2.2系统框图-2

2.3理论分析与参数计算-3

2.3.1 连续电流模式下buck 临界电感计算-3

2.3.2 Buck滤波电容的计算-3

2.3.3 MOS管的选择-3

2.3.4 MOSFET驱动电路器件的选择-4

第三章 硬件设计与系统调试-4

3.1硬件部分-4

3.2主电路方案的选择-4

3.2.1 同步Buck(Boost)电路-4

3.3.1 IRS2111驱动电路-6

3.3.2 XL4016降压电路-6

3.4辅助电路-7

3.5电路的整体分析-8

第四章 程序设计和系统测试-9

4.1程序设计-9

4.2程序流程图-10

4.2.1恒流设计思路-11

4.2.2恒压设计思路-12

4.2.3 ADC采样-12

4.2.4 PWM输出-14

4.2.5键盘按键设定-14

4.3系统测试及结果分析-15

4.3.1关键参数的计算公式-16

4.4测试数据-16

4.4.1 测量I1-16

4.4.2 测量 I1的精度-17

4.4.3 测量功率-17

4.4.4 测量效率-17

4.4.5 测量U2的值-18

4.5效率计算产生偏差的原因-18

4.6系统性能的改进方法-18

总结-19

参考文献-20

致谢-21

附录A  总原理图-22

附录B  实物图-23