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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，
0 n& ~7 A6 D. q2 N5 n* Y" ?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，
8 l5 h1 H( J6 [ I: B9 z5 q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
8 D- G* @: b% p6 f! M; {$ |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! {9 j6 z$ b. ?0 l0 L! w
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。; e* Q m; e+ p
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" q" v5 ?6 D3 X* V7 p$ b
且有着较高的转换效率。" P' c" j# m2 I, `2 U
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，
: ?& C2 p& m# P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# |( i8 Z/ i+ j9 }% b1 P W! H3 Q
止，恒流部分由PWM 调节占空比，使其恒流。& S8 |9 F) X0 G' H- D6 l
, h4 z# ?0 L7 n& c% b9 u5 X一、系统方案8 h N2 M: q7 }6 Z# x t* \8 `
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 X7 r- }! R; r( G: T' s# K+ |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
/ i' j% p% ~4 D, @# L) D7 _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，
5 {8 t7 _5 E5 [% s6 {; O; O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，
# B4 s5 w$ A( a9 Q+ v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，
S1 f) e/ e; A3 p* O7 i( s5 M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。% U& v/ `# p1 M" U' U
1、双向DC-DC 变换电路的论证与选择
9 Z% H% [5 q2 y/ r1 r2 c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Boost$ K7 w" d& C) w" S; T
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 ）,7 M/ ^8 O3 g% G
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
3 r0 N8 ^# x: h9 ~* P+ r" A压。3 g8 ?4 x5 v( L! w
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、
: y' x$ \$ s0 C# u0 V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) n+ _5 W5 c4 N) n: m" {( F
EN引脚逻辑电平关断功能。- R }8 i; ], k# [/ P
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。
+ A# W8 ?6 E6 J* c% N2、测量控制方案和辅助电源的论证与选择
! @: x* }% \* i3 w3 _, j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
* x/ ]( L- N+ ]; d) j( Q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
8 x* I" m3 u2 F3 M6 G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，5 R, ]4 O. T8 a$ E9 u8 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
5 E' {( p4 v8 `- a; N& Q电源。2 \6 v8 \7 j. B, ~) S
3、控制方法的论证与选择
+ V& y5 v7 o2 l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
/ v4 r0 V- l0 t' G" j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
D q; K+ Z* n! p, m度大。- A4 k/ L% u+ W5 h: d
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/ U9 J1 F7 c- C' u' I* O/ R
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$ w" n( J1 @9 s' I2 d9 w; E! p6 T
PWM 调节占空比，使其恒流。
. d; p7 [# G# @3 W: L; Y' r! \& N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2
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5 v% ~! [( R$ {- F2 E
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发表于 2019-12-12 17:47
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