雙向DC-DC變換器摘要：雙向DC-DC變換器是能夠根據能量的需要調節能量雙向傳輸的直流到直流的變換器。本文闡述的雙向DC-DC變換器通過集成運放加三極管組成的恒流源實現實現電池的充電功能以及由TL494組成的升壓電路實現對電池的放電功能，LCD液晶屏用于顯示充電電池的充電電流，并且能夠自動轉換變換器充放電工作模式。此作品電路簡單，效率較高，性能穩定；可以滿足題目的要求，可適用于直流不停電系統、太陽能電池變換器、電動汽車等方面。關鍵詞：雙向DCDC變換器；恒流源；TL494一、方案論證與比較:恒流源方案比較：方案一：由晶體三極管組成的恒流源，利用三極管集電極電壓變化對電流影響，并在電路中采用電流負反饋來提高輸出電流的恒定。由于晶體管參數受溫度變化影響，要采用溫度補償及穩壓措施，增加電路的復雜性且輸出電流不便調節。方案二：集成運算放大器和MOS管組成的壓控型恒流源，利用運放來驅動功率管MOSFET的導通程度，獲得相應的輸出電流在采樣電阻上產生的采樣電壓作為反饋電壓送到運放的反相輸入端，并與同相輸入端的給定電壓進行比較，依此對MOS管的驅動電壓進行調整，達到對功率管的導通電流進行調整的目的;采用放大器負反饋構成的恒流源，可以獲得較高精度、較大的電流輸出。因此本設計采用方案二。DC-DC升壓電路方案比較：方案一：結構如下圖所示，可以實現輸出端與輸入端的隔離，適合于輸入電壓與輸出電壓之比遠大于一或遠小于一的情形，但由于采用多次變換，電路中的損耗較大，效率低，而且結構復雜。直流逆變電路交流變壓器.交流整流電路 濾波器圖1—1方案二：用Boost升壓電路，拓撲結構如圖1-2所示。開關的導通和關斷受到外部PWM信號控制，電感L將交替的儲存和釋放能量，電感L儲能后使電壓泵升，而電容C可將輸出電壓保持住，輸出電壓與輸入電壓的關系為u0=(Ton+Toof),通過改變PWM控制信號的占空比可以實現相應輸出電壓的變化。該電路采取直接直流變流的方式升壓，電路結構較為簡單，損耗較小，效率較高。圖1-2圖1-2二、電路與程序設計1、系統電路框圖輔助電源電流調節 STC89C52最小系統）輔助電源電流調節 STC89C52最小系統）16。二淹晶顯小器充電I |直流穩壓電源=^>1 ―圖2-1MOS管并聯使用時要注意防止因為極間電容和分布電容的增加而引起寄生振蕩。功率管一旦發生這樣的振蕩就會失去控制，并最終造成整個系統不能工作。防止發生寄生振蕩的措施有（1）在每個柵極導線上設置鐵氧磁體小珠。（2）在每個柵極柵極上串聯一個電阻。（3）在MOS管的漏極與柵極之間接數百pf的電容。

VCC12VU2AMiLllr-GNDR11kQVCC12V圖2-2恒流源電路一P2GND—AVVCC12VU2AMiLllr-GNDR11kQVCC12V圖2-2恒流源電路一P2GND—AV -dKLfrt rn.4MR3AV■inn圖2-3升壓電路圖2-3中的1Bl2w電阻R是用于電路的過流保護，R兩端的電容C5可濾除高頻干擾信號。2、測量控制回路及程序圖2-4-::圖2-4-::三、理論分析與計算1、主回路主要器件參數選擇圖2-2輸出電流I0與基準電壓Vr的關系I0=R3*Vr/(R3+R2)*R1。R1R2R3分別取1k、1.6k、10歐。升壓電路主回路中L可選用電感量為140?200.H且通過5A以上電流不會飽和的電感器。電感的設計包括磁芯材料、尺寸、型號選擇及繞組匝數計算、線徑選用等。電路工作時重要的是避免電感飽和、溫升過高。磁芯和線徑的選擇對電感性能和溫升影響很大，材質好的磁芯如環形鐵粉磁芯，承受峰值電流能力較強，EMI低。輸出電容C2的選定取決于對輸出紋波電壓的要求，紋波電壓與電容的等效串聯電阻ESR有關，電容器的容許紋波電流要大于電路中的紋波電流。選用560MF/50V以上頻率特性好的電解電容可滿足要求。續流二極管的選擇續流二極管應采用快恢復二極管,其具有開關特性好、耐壓高、正向電流大等優點。本設計采用的BY299是超快恢復二極管,其耐壓值為800V,正向電流為3.0A,最大恢復時間為100ns,滿足設計要求。2、提高效率的方法（1）選取合適的MOS管。在恒流源電路中選擇兩個并聯的IRFP260,并聯后兩個開關管的最小電阻為0.028歐;升壓電路由于是PWM芯片直接驅動，因此驅動電流不大，考慮到效率問題，選用IRF640。它是電壓控制器件，要求驅動電流很低，并且開關速度很快，導通電阻很小，這樣既減少了開關損耗，也降低了本身寄生電阻的損耗。（2）在升壓電路中開關管的頻率越高損耗越大，所以要選擇合適的振蕩頻率。振蕩頻率f=1.1/Ct*Rt.我們選擇f=50kHZ。Ct=1uf，Rt=22k歐。四、測試方案與測試結果1、測試儀器測試儀器：直流穩壓源、數字萬用表、數字示波器。2、測試方案及結果（1）接通S1、S3斷S2。調節直流穩壓源令U2=30V。I0/AI10/AEic/%11.101.11.201.21.301.2751.41.91.3751.51.81.451.63.31.5251.74.61.651.82.91.751.92.71.8252.03.92.0252.01.25經過測試電流控制精度不低于5%，符合要求。（2）接通S1、S3斷開S2，使I1=2A，U2=30V，S1為電流I1變化率U2/V24262830323436I1/A221.99221.992S1/%000.5000.50(3)變換器效率接通S1、S3斷開S2,設定I1=2A,U2=30VU1/V27.727.227.527.427.7I1/A2.0321.9722U2/V29.9303029.930I2/A2.031.991.9722n/%92.69191.791.692.3(4)斷開S1、接通S2并保持U2=30V,測量變換器效率U1/VI1/AU2/VI2/A效率/%18.51.730195.3效率達到95%符合要求五、總體結論綜合上述各部分的測試結果：本設計很好的完成了題目的要求部分，發揮部分也完成較好。本電路的結構合理、性能良好，各個指標完成較好，電路可以自動切換充放電功能并有過流保護功能，使電路運行更安全。六、附錄#include<reg52.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharcodetable□=”0123456789”;ucharcodetable1[]=".A”；sbitlcden=P0~2;//液晶使能端sbitlcdrs=P0^0;//液晶數據命令選擇端sbitadwr=P0";//寫信號輸入，‘0’啟動轉換sbitadrd=P0/;//讀信號輸入，‘0’有效sbitadcs=P0~3;//'0'有效，表示AD被選中啟動工作ucharnum;voiddelay(uintz){uintx,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);voidwrite_com(ucharcom){lcdrs=0;P2=com;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;}voidwrite_data(uchardate){lcdrs=1;P2=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;}voidinit()lcden=0;write_com(0x38);//設置16X2顯示,5X7點陣,8位數據接口write_com(0x0c);//設置開顯示，不顯示光標write_com(0x06);//寫一個字符后地址指針加1write_com(0x01);//顯示清零，數據指針清零}voidmain(){uintv;ucharsum,a1,a2,a3,a4,a5;adcs=0;init();while(1){adwr=1;_nop_();adwr=0;//啟動AD轉換_nop_();adwr=1;{write_com(0x80);write_data(table[a1]);delay(5);write_com(0x80+0x01);write_data(table1[0]);delay(5);write_com(0x80+0x02);write_data(table[a2]);delay(5);write_com(0x80+0x03);write_data(table[a3]);10delay(5);write_com(0x80+0x04);write_data(table1[1]);delay(5);/*write_com(0x80+0