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本设计主要由双向DC-DC 变换电路、测控显示电路、辅助电源三部分构成，4 n/ X& l" S, T) T2 {
其中双向DC-DC 变换电路降压部分采用XL4016 开关降压型DC-DC 转换芯片，
- ?- C$ e T6 F1 x. y6 }- T: _最高转换效率可达93%，升压部分采用XL6019 开关型升压/降压芯片，具有低
% b- C& a3 U/ i5 @纹波，输入范围广，转换效率高的特点。恒流部分采用PWM 控制原理，形成一
% G1 D* ~+ U1 R- ]3 c7 L个闭环回路，控制电流恒定， 恒压部分完全由硬件控制， 单片机辅助控制的方式。" ]% ^( H7 ]! I! `$ l5 V: w
以上部分确保系统满足题目要求，实现恒流充电，恒压放电，过压保护功能，并
1 g' Y# c; f; m且有着较高的转换效率。
6 t2 I, b. \1 L- q& P9 P1 T' p在本次设计中恒压部分完全有硬件控制，硬件自身形成一个闭环控制回路，
" g+ `; t5 [# [4 r! e- C* Q对电压进行调节使其恒定题目要求的精度范围。单片机通过光耦电路的工作与停5 u! K8 f) [6 M" f
止，恒流部分由PWM 调节占空比，使其恒流。
) N/ H- p8 I5 Q: b0 ?9 I) p& H4 h( o& L" f8 e2 M7 e2 ]% V
一、系统方案
" J& P5 X* M7 c9 ~2 z本设计主要由双向DC-DC 变换电路、测控显示电路、辅助电源三部分构成， 其中
/ \3 D# y# ^ [+ ?7 _8 O$ z双向DC-DC 变换电路降压部分采用XL4016 开关降压型DC-DC 转换芯片，最高转换效
+ f" Z, ~! j2 F7 s7 |( q( f率可达93%，升压部分采用XL6019 开关型升压/降压芯片，具有低纹波，输入范围广，
7 i6 K5 X/ F; @2 `转换效率高的特点。恒流部分采用PWM 控制原理， 形成一个闭环回路， 控制电流恒定，
8 W+ O0 \) P- p1 |- s恒压部分完全由硬件控制，单片机辅助控制的方式。以上部分确保系统满足题目要求， s+ W- {2 A" t% @: P
实现恒流充电，恒压放电，过压保护功能，并且有着较高的转换效率。
- {. [' @9 P7 A7 Z8 B9 m1、双向DC-DC 变换电路的论证与选择2 i) d: M g5 N- B1 U- l( ? S6 p
方案1: 由降压斩波变换电路( 即Buck 变换电路) 和升压斩波变换电路（即Boost1 n6 h( d7 C, w
电路）组成双向DC-DC变换电路，分别各使用一个全控型器件VT（IGBT 或MOSFET ）,9 Q$ h; n4 ]: }0 [
对输入直流电源进行斩波控制通过调整全控型器件VT 的控制信号占空比来调整输出电2 \8 |' C! D9 z: `" ]
压。1 g7 `- @ Q6 E
方案2：采用XL4016开关型降压芯片和XL6019开关型升压/ 降压芯片构成升压、6 C6 h6 h. {7 |3 N) u2 ~1 y
降压电路具有低纹波， 内助功率MOS, 具有较高的输入电压范围， 内置过电流保护功能与, J& u1 E1 N. N& _4 k% v
EN引脚逻辑电平关断功能。
& K* M: v* M& e5 j% y5 N综合以上两种方案，考虑到时间的限制，选择了比较容易实现的方案2。
; |1 V7 l V* u6 i2、测量控制方案和辅助电源的论证与选择6 W5 Q: D5 r) ?5 N( L
由于瑞萨单片机开发套件数量有限，所以我们选择了一款相对便宜，速度快，性价/ f. Y3 s/ `, c' T4 k0 i
比较高的STM32103V8T6 作为控制器，显示部分由于收到题目对作品重量的要求，选
4 K0 e0 T& _! p3 K择了质量轻，分辨率较高的0.96 寸OLED 屏幕显示。由于市场上所售开关电源模块的，
- _& k( _6 K6 N/ O0 m) h纹波大的因素，所以辅助电源选择了一个较小的9V 变压器，进行，整流滤波作为辅助9 ?7 B6 C0 A, ]& N, U) d
电源。% X* ?0 v' f0 ]$ y# A: l! B
3、控制方法的论证与选择
6 ?1 A9 g! r# y, }% \. |方案1：采用PWM 调节占空比的方法控制降压芯片的控制端， 达到控制恒流和控
8 N8 p" j7 n9 r% m" |制恒压的目的，采用PWM 调节软件较为复杂，而且PWM 调节较为缓慢，软件控制难
& G2 ]' Q0 B, v7 T度大。
4 C: ^2 Q' ~- w4 u方案2：恒压部分完全有硬件控制， 硬件自身形成一个闭环控制回路， 对电压进行
) ?; S" i0 c0 P- \' E0 I. O' y调节使其恒定题目要求的精度范围。单片机通过光耦电路的工作与停止，恒流部分由
0 S* _, ]" u8 U) q+ }- Z" NPWM 调节占空比，使其恒流。
; p% M- t& Y, Q0 v综合以上两种方案，选择软件较为简单，硬件较为复杂的方案22 T( Q0 {9 D/ [5 ~( R
& k+ S1 y8 H5 I2 K: J0 k1 [ S* b, d
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发表于 2019-12-12 17:47
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