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基于单片机控制的DC—DC变换电路
作者：李继强等
来源：《电子技术与软件工程》2015年第22期
摘要针对2015年全国大学生电子设计竞赛A题，本设计采用LM2577和LM2596分别实
现系统升压和降压，采用单片机产生的PWM信号来调节降压电路实现给电池组恒流充电时电
流的控制。为了使得输出稳定，对输出进行测量，通过软件调节算法得到PWM的占空比，输
出给LM358比较器，形成闭环控制。LM2577和LM2596芯片均有过流保护的功能。
【关键词】双向DC-DC变换LM2577LM2596单片机控制
系统方案设计1
方案设计1.1
本方案采用单片机为主设计测控电路。通过对DC-DC直流转换器输出电流进行监测，通
过键盘输入输出电流设定信号，通过单片机输出PWM信号与LM358比较器形成比较电压，
电流反馈闭环电路，从而对LM2596芯片进行控制，控制buck电路的接通关断，以保证DC-
DC的变换。升压部分直接由LM2577电路控制稳压其结构图如图1所示。
控制系统设计1.2
采用LM2577和LM2596设计升压电路和降压电路。buck电路配合测控电路使用效果好，
成本也很低，电路图也容易焊接调试。利用单片机构成测控电路，使得我们能够更加方便的使
用键盘来控制转换器输出的电压电流，通过主电路的反馈端来检测电流并采样从而调整PWM
来达到控制输出和过流保护的功能。单片机的测控电路更加简单，所使用的元器件更少，控制
更加方便，所以采用该方案。
1.2.1升压系统
DC-DC电池组放电情况下，以boost升压电路为核心电路。精髓在于作为开关的LM2577
芯片。该芯片工作时4、5引脚接通对L1电感充电，4、5引脚关闭电感L1缓慢为电容充电。
通过4、5引脚的开通和关断，使得输出端升压。同时2引脚是输出反馈端，使得输出电压稳
定不发生变化，即起到稳压作用。
1.2.2降压系统
DC-DC转换器为电池组充电情况下，是以buck降压电路为核心电路。精髓在于作为电路
开关的LM2596芯片。该电路工作时，2引脚打开对L2电感电容C充电储能，2引脚关断时电
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感与电容缓慢放电维持电压。LM2596芯片4引脚稳压反馈输入端，并通过电阻R4与R5分压
反馈给4引脚稳定输出电压。通过采样电阻检测充电电流并通过LM358比较器采集并与飞思
卡尔单片机产生的电流PWM信号进行比较，进而控制充电电流可调。
系统流程图1.3
如图1、图2所示。
理论分析与计算公式2
（1）电流控制精度计算
，其中I1为实际电流、I10为设定值。
（2）电流变化率的计算
设U2=36V时，充电电流值为I11；U2=30V时，充电电流值为I1；U2=24V时，充电电流
值为I12，则
。
（3）DC-DC变换器效率计算
、，其中，。
测试方案与测试结果3
测试方案3.1
3.1.1硬件调试
（1）测试输入20V电压在升压模块（带负载），调节电位器使其输出精确到30V。
（2）测试输入30V直流电压在降压模块中，并利用可调模拟电压输入电流PWM测试是
否充电电流可调。
（3）输出模拟短路状态下，看是否均有保护电路的功能，当排除短路条件后系统是否能
够恢复充电功能。第四步，分别测试电池组充电和放电两种状态的输出电压电流。
3.1.2软件调试
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（1）通过飞思卡尔单
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