双向dcdc变换器设计开题报告

湖北工业大学

DC-DC变换器设计论文

院系 班级 指导老师 组别 组员

二〇一六年一月十五日

1

湖北工业大学

前言

直流变换技术已被广泛的应用于开关电源及直流电动机驱动中，如不间断电源（UPS）、无轨电车、地铁列车、蓄电池供电的机动车辆的无级变速及20世纪80年代兴起的电动汽车的控制，从而使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能，并同时收到节约电能的效果。由于变压器的输入是电网电压经不可控整流而来的直流电压，所以直流斩波不仅能起到调压的作用，同时还能起到有效地抑制网侧谐波电流的作用。

直流斩波电路（DC Chopper）的功能是将直流电变为另一种固定的或可调的直流电，也称为直流-直流变换器（DC/DC Converter），直流斩波电路（DC Chopper）一般是指直接将直流变成直流的情况，不包括直流-交流-直流的情况。

直流斩波电路的种类很多，包括6种基本斩波电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路cuk斩波电路，Sepic斩波电路，Zeta斩波电路，前两种是最基本电路,一方面，这两种电路应用最为广泛，另一方面，熟用这两种电路可为理解其他斩波电路打下坚实基础。升压直流电路作为将直流电变成另一种固定电压或可调电压的 DC-

双向DC-DC变换器

摘要:以FPGA和TM4C123G为控制核心，设计制作了双向DC-DC变换器。本系统主要包括Buck/Boost双向DC-DC变换电路、电压电流采样电路和辅助电源电路等，其中以Buck/Boost变换电路为核心，完成锂电池组的充、放电，采用闭环反馈系统，实时监测锂电池组的电压、电流，经过PID调节，控制输出PWM波，从而控制Buck/Boost变换电路。经测试，变换器可实现恒流充电，且充电电流在1~2A内可调，步进值可设定，电流控制精度eic?0.12%，测量精度

em?0.192%，变换器充电效率?1?98.54%，放电效率?2?97.99%，且系统具有过充保护功能，阈值电压U1th?(24?0.032)V，能自动转换工作模式并保持

U2?(30?0.010)V。经称量，双向DC-DC变换器、测控电路与辅助电源三部分总重量为368g。此外，系统可识别充电、放电两种模式，并实时显示充、放电的电流与电压，人机交互性良好。

关键词：BDC；锂电池；PWM；PID；过充保护

1 方案论证

1.1 方案比较与选择

1.1.1 双向DC-DC主回路

方案一：非隔离式Buck/Boost BDC

直流稳压电源设计报告 摘要

本作品采用了boost拓扑，利用电感、场效应管和二极管完成了升压的功能，利用Tl494,和IR2110进行反馈控制。并加上前期的整流滤波电路，实现可以用从市电开始转换。本作品基本实现了题目的功能，实现了30V到36V，2A的输出。

一、方案比较论证

1. 主拓扑方案的论证

方案一：采用反激式变换器。反激式变换器适合小功率的输出，输入电压大范围波动时，仍可以有较稳定的输出，并且可以实现带隔离的DC/DC变换，但其中的反激式变压器设计比较复杂，且整体效率较低。

方案二：采用boost变换器，boost是一种斩波升压变换器，该拓扑效率高，电路结构简单，参数设计也比较容易。 方案三：采用SPICE变换器，开关环路的对称性使其可以达到较高效率，电感的适当耦合也可以尽量减小纹波。但该方案成本较高，对电容电感值要求较高，检测和控制电路较为复杂。

为节约成本，并从简单考虑，本作品选用方案二。

2. 控制反馈方案的选择

方案一：系统由Boost模块实现升压任务，各模块所需PWM信号的由单片机提供，单片机AD采集实时输出量，经运算

后通过改变占空比调整模块工作状态。该方案电路最简单，各种控制灵活，缺点有单片机运算量过大，开关信号占空比受

**学院 **系 2012届 电子信息科学与技术专业 毕业设计

基于SG3525的DC/DC直流变换器的设计

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(******，******)

摘 要 本文调研分析了DC/DC变换器并联均流技术及其发展现状，介绍了集成芯片SG3525定频PWM的特点和主要功能，针对升压隔离推挽正激DC/DC变换器的工作原理及其特点，通过添加电流环为内环并将均流环和电压环并列，设计了一个基于改进式自主均流控制的DC/DC变换器并联系统。电源模块中，控制电路主要由电压霍尔元件，电流霍尔元件，集成运放LM324N，PWM芯片SG3525AN和隔离驱动电路构成，实现了DC/DC直流变换的作用。

关键词 SG3525； 改进式自主均流； 升压隔离型推挽正激； DC/DC变换

1 绪论

随着电能变换技术的发展, 功率MOSFET在开关变换器中开始广泛使用。为此, 美国硅通用半导体公司推出了SG3525, 以用于驱动沟道功率MOSFET。SG3525是一种性能优良、功能齐全和通用性强的单片集成控制芯片, 它简单可靠及使用方便灵活, 输出驱动为推拉输出形式，增加了驱动能力内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器, 有过流保护功能, 频率可

摘要

本系统基于双向同步整流原理，主电路在拓扑结构上整合Buck和Boost两种电路，配合MOS管驱动电路、电流检测电路、辅助电源电路以及输出过流保护电路，使该DC/DC变换器实现能量的双向流通。系统由STM32F103ZET6单片机控制电流的步进可调，同时控制PWM波产生相应恒定电压值，使用TI的MOS管CSD19535代替续流二极管，大大提高了系统效率。本系统在充电模式可达到98%的转换效率，放电模式达到98%的转换效率，电流检测电路使用TI高精度检流芯片INA282，恒定输出的电流精度稳定在1.5%以内，电压精度稳定在1%以内，同时在LCD上显示所处状态，符合基本要求与发挥部分的参数要求。本设计创新点在于将电池充电过程分为三个阶段，通过显示屏实时显示电池所处的充电状态。

关键词 DC/DC电路 同步整流 STM32

目录

1 方案论证 ................................................................................................................................ 3

1.1 方案描述 .........

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双向DC—DC变换器及其控制方法研究

作者：段双明

来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2015年第11期

摘 要：为提高分布式电源的稳定性和效率，本文主要研究了双向DC-DC变换器的结构和控制算法，更具功率的大小，确定本文的主电路。根据传统的相移控制方式，提出双重相移控制方式。在PSCAD仿真软件中搭建仿真模型，用仿真结果验证理论的正确性。最后给出相应的结论：基于全桥的双向DC-DC变换器具有一定的可行性，对今后DC-DC研究领域奠定了一定的理论基础。

关键词：双向DC-DC变换；建模；仿真 1 概述

直流变换器是开关电源的重要主成部分，随着科技的发展，人们的开关电源的要求越来越高，尤其是它的体积，重量等。本论文主要是研制80V到600V的输入输出移相全桥DC-DC变换器。电路拓扑选择和控制方案确定等方面入手，着重分析了双重移相全桥技术，在此基础上给出了相应的仿真电路和数学建模。 2 变换器拓扑主电路及控制方案选择

本论文主要研究80V到600V的双向DC-DC大功率传输，因此鉴于双向桥

一种推挽式BOOST DCDC变换器的研究

一种推挽式Boost DCDC变换器的研究 摘要：随着电力电子技术的迅速发展，双向DC/DC变换器的应用日益广泛。文章提出在双向DC/DC变换器中用到的一种推挽式Boost DC/DC变换器，全面分析这种变换器的工作原理并阐述其缺点，利用PSPICE仿真软件对其进行建模仿真。 0 引言 电力电子技术是研究电能变换原理与变换装置的综合性学科，是电力行业中广泛运用的电子技术。电力电子技术研究的内容非常广泛，包括电力半导体器件、磁性元件、电力电子电路、集成控制电路以及由上述元件、电路组成的电力变换装置，其中电力变换技术是开关电源的基础和核心。由于生产技术的不断发展，双向DC/DC变换器的应用也越来越广泛，主要有直流不停电电源系统（DC-UPS）、航空电源系统、电动汽车等车载电源系统、直流功率放大器以及蓄电池储能等应用场合。而双向DC/DC变换器中，升压变换和降压变换是双向DC/DC变换器中两个组成部分，在DC/DC升压式电路中，通常采用的拓扑结构有Boost、Buck、Boost和推挽三种。而当输入电压比较低，功率不太大的情况下，一般优先采用推挽结构。本文着重介绍一种推挽式Boost DC/DC变换器，对

一种推挽式BOOST DCDC变换器的研究

一种推挽式Boost DCDC变换器的研究 摘要：随着电力电子技术的迅速发展，双向DC/DC变换器的应用日益广泛。文章提出在双向DC/DC变换器中用到的一种推挽式Boost DC/DC变换器，全面分析这种变换器的工作原理并阐述其缺点，利用PSPICE仿真软件对其进行建模仿真。 0 引言 电力电子技术是研究电能变换原理与变换装置的综合性学科，是电力行业中广泛运用的电子技术。电力电子技术研究的内容非常广泛，包括电力半导体器件、磁性元件、电力电子电路、集成控制电路以及由上述元件、电路组成的电力变换装置，其中电力变换技术是开关电源的基础和核心。由于生产技术的不断发展，双向DC/DC变换器的应用也越来越广泛，主要有直流不停电电源系统（DC-UPS）、航空电源系统、电动汽车等车载电源系统、直流功率放大器以及蓄电池储能等应用场合。而双向DC/DC变换器中，升压变换和降压变换是双向DC/DC变换器中两个组成部分，在DC/DC升压式电路中，通常采用的拓扑结构有Boost、Buck、Boost和推挽三种。而当输入电压比较低，功率不太大的情况下，一般优先采用推挽结构。本文着重介绍一种推挽式Boost DC/DC变换器，对

第4期2011年7月

电源学报

JournalofPowerSupply

No.4July.2011

交错并联BoostPFC变换器设计

陈文明，黄如海，谢少军

（南京航空航天大学自动化学院，南京，210016）

摘要：BoostPFC变换器引入交错并联技术后有效地降低了器件的电流应力、输入电流纹波和磁性元件的体积。介绍交错并联技术的原理，分析应用该技术的BoostPFC电路的具体工作模态，理论上推导了电感值的设计原则，通过详细地损耗分析给出了器件优化的方法。实验结果表明，采用该方案的PFC电路控制简单、功率因数高、效率高。

关键词：交错并联；功率因数校正；UCC28070中图分类号：TM46

文献标志码：A

文章编号：CN12-1420（2011）04-0063-05

引言

Boost型功率因数校正（PFC）变换器具有结构

简单、效率高、输入电流纹波和器件导通损耗都很小以及工作性能稳定等优点，因此广泛应用于各种电子设备PFC电路中[1]。但随着功率等级的不断提高，传统的BoostPFC变换器的使用逐渐受到限制。将交错并联技术引入到Boost变换器中，能够有效地降低功率器件的电流应力、减小输入电流纹波和磁性元件的体积，提升功率等级[1，2]。同样，这种交错并联技术也很

buck变换器,电力电子课程设计,自我感觉良好。

目录

摘要 .................................................................................................................................................. 2 Buck变换器的研究与设计 .............................................................................................................. 3 1 总体方案设计 ............................................................................................................................... 3

1.1电路简述 ..............................................................................