董招辉， 单长虹， 陈文光

(南华大学 电气工程学院， 湖南 衡阳 421001)

双向DC-DC变换电路设计

董招辉， 单长虹， 陈文光

(南华大学 电气工程学院， 湖南 衡阳 421001)

本文介绍的双向DC-DC变换电路采用非隔离Buck-Boost电路作为主电路，运用同步整流技术，以STM32F103ZET6单片机为控制核心，利用软件补偿网络、数字校准技术以及PID控制算法使得系统控制精度高。电池充放电模式效率高且可自动切换。整个系统结构简明，人机界面友好，运行稳定可靠。

DC-DC；同步整流; STM32F103ZET6

0 引言

2015年全国大学生电子设计竞赛的A题要求设计一个双向DC-DC变换电路用于对5节18650锂电池串联电路进行充放电。即要求实现两个功能：一是电能从右边直流供电电源经变换器向左边锂电池组以I1恒流充电；二是电能从左边锂电池组经变换器向右边负载以恒压U2(=30 V)放电。放电电流可调，并在左端电压U1=24 V时能够触发保护功能。同时要求高效率及质量小(小于500 g)，有精度要求，能够测量并显示电流。电池的充放电功能可由按键设定，两种功能间可自动转换。

1 方案论证与选择

1.1 主电路拓扑的选择

方案1：采用隔离的双向全桥DC-DC变换器

用移相软开关控制方式实现桥臂的零电压开关，对功率器件的电流/电压的应力小，适用于高压、大功率场合。主要优点为控制方法较为简单，且可以通过引入有源钳位电路、无源谐振电路和饱和电感使全部功率开关管均工作在软开关状态；缺点为环流能量较大，且由于主要使用变压器漏感传递能量，降低了变换器效率，增加了功率变压器的设计成本。……