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一种双向DC-DC变换电路的设计与检测 　　摘 要 本文所述一种双向DC-DC变换器的设计方法，通过对电路的设计，实现对电路系统实施监控和调整，达到对电路性能的提升，以保证电路输出测试结果表明，该系统电流控制精度不低于5%，充电电流I1 的变化率不大于1%，变换器的效率大于等于90%，内测量精度不低于2%，具有过充保护功能，并且能够使电路在出现过流时能系统断电，实现保护，保证整个电路系统安全、高效运行。 　　关键词 测控电路；自行校正；双向DC-DC变换器 　　中图分类号 TN7 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）172-0241-01 　　DC/DC 变换器已经被广泛地应用于计算机和不间断电源（UPS）等多个领域，双向DC/DC变换器凭借其可调，精度准确，处理的电压电流等级不断提高的优势在电动工具、通信、电源以及储能系统等领域的应用前景广阔，在新能源中也得到了一定的应用。为使该DC变换器恒流源输出电流稳定连续可调，需调解占空比，可采用PWM控制原理调节。硬件控制部分自身形成一个闭环控制回路，对电压进行调节使其恒定在精度范围。控制器采样输出电压，当输出电压超过预定的24V电压时，主开关管关断，输出电压稳到20V，实现过压保护。测试结果表明，其效率达到0.90以上，可以实现电池充电、放电功能，控制精度高，具有良好的稳定性。 　　1 系统方案 　　本系统主要由AD采集模块、显示模块、驱动模块、双向DC-DC模块、控制模块组成。 　　1.1 AD采集模块 　　MC9S12XS128最小系统自带AD模块，AD模块的作用是将模拟的电压信号转换为CPU可以处理的数字信号。 　　AD模块采用数字化方式传送，消除误差，适合长距离模拟量采集，在选择时需考虑转换速度，精度，信噪比。从传感器接收到的较微弱的输入信号都可以由AD模块直接转换成串行数字信号输出，应用于分布式数据采集系统等。 　　1.2 显示模块 　　选择质量较轻且显示速度快的LCD1602作为显示模块。 　　1.3 驱动模块 　　2104芯片控制，通过一个芯片从而达到放大电流的效果，芯片控制可以通过单片机的PWM波控制，电路简单可靠，操作简便。 　　1.4 双向DC-DC模块 　　双向DC/DC变换器的原理：当根据需要改变不同的电流方向时，且需要保持直流变换器两端的直流电压极性不变，基本原理是在单向DC的基础上进行研发和改进形成的，其拓扑结构多也是在已有的单项DC-DC拓扑结构的基础上通过开关元件，二极管并联反向开关元件和反向二极管从而实现能量的双向移动。DC-DC变换电路具有多种形式，而随着发展，工业上对变换器的电压等级和容量等级等的要求都日益提高，需要更强的精确性与稳定性。 　　1.5 控制模块 　　用带PFC的Boost型DC―DC升压器。利用输入，输出电压的采 样信号和一个二次积分电路来调制功率开关管的开启时间，使 Boost 变换器在不连续导电模式下恒频工作并实现电压跟随，可得到在恒频状态下的PFC。 　　2 系统理论分析 　　2.1 控制电路分析 　　控制电路通过PWM脉宽调制来实现，脉冲宽度调制是一种动态响应较好且灵活的模拟控制方法，本质就是根据相应地需要与变化，周期性改变正向电流的导通时间，即使在工作条件变化是，电源的输出电压仍保持恒定。在每半个周期内输出若干个宽窄不同的矩形脉冲波，用于该面积相等的举行来代替，于是正弦波所包围的面积可以用矩形脉冲面积之和来等效。 　　实际中采用键盘对输出PWM的占空比进行控制，按下K2时PWM输出占空比增加，按下K1时PWM输出占空比减小。 　　2.2 系统框图 　　3 检测方案与检测结果 　　3.1 条件与仪器 　　测试条件：通过硬件连接检测硬件，软件仿真检测，硬件与软件的联调确保是否达到标准。 　　测试仪器：高精度的数字毫伏表，模拟示波器，数字示波器，数字万用表，指针式万用表。 　　3.2 结果及分析 　　3.2.1 测试结果（数据） 　　3.2.2 测试分析与实际计算 　　接通S1、S3，断开S2，将装置的模式调节为充电。 　　1）在U2=30V条件下，对装置以恒流的方式充电，电流I1步进可调，在1A～2A范围内，步进值不大于0.1A，电流控制精度不低于5%。 　　2）设定I1=2A，调整直流稳压电源输出电压，使U2在24V～36V范围内变化时，要求充电电流I1的变化率不大于1%。 　　4）测量充电电流I1，并在LED上将其显示出来。在I1=1A～2A范围内测量精度不低于2%。 　　5）设定I1=2A，当U1超过阈值U1th=24±0.5V时，停止充电。所以此装置具有过充保护功能。 　　4 结论 　　1）该电源输出的直流电压能够保