双向DCDC变换器设计.doc

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1、用于锂电池化成系统的桥式DC/DC变换器11引言22双向H桥DC/DC变换器拓扑分析32.1双向DC/DC变换器32.2双向H桥DC/DC变换器结构分析32.2双向H桥DC/DC变换器工作状态分析42.2.1正向工作状态模型分析42.2.2反向工作状态模型分析73硬件电路分析设计93.1器件参数选择分析93.1.1主开关管的选择93.1.2滤波电感参数的计算103.2硬件电路分析设计113.2.1驱动电路分析设计114系统结构与控制184.1系统结构184.2控制系统结构184.3DC/DC变换器控制方法194.3.1电压控

2、制模式204.3.2电流控制模式204.4软件设计215实验调试与结果分析215.1实验平台搭建215.2样机调试235.2.1供电电源调试235.2.2驱动信号调试245.2.3单片机程序，VB工程调试255.2.4保护与采样电路测试255.2.4开环、闭环测试285.3小结306总结307辞30参考文献31用于锂电池化成系统的桥式DC/DC变换器摘要：随着锂电池在生活中各个方面的广泛普及，锂电池在生产过程中重要的化成环节逐渐成为关注的焦点。本文主要设计介绍了使用于锂电池化成系统的桥式变换器部分，包含计算机监控、DC/DC

3、双向变换器。双向DC/DC变换器通过调节MOSFET的占空比，实现对锂电池的智能充放电。本文对双向DC/DC变换器的工作原理进行了分析，并通过样机对预期功能进行验证。关键字：电池化成；双向DC/DC变换器；实验分析Abstract：Asthelithiumbatterybecomesmoreandmorepopularineveryaspectsofourlife,batteryformation,acriticalprocessinbatteryproduction,drawsplentyofattention.Thisp

4、aperintroducesafullbridgeconverter,whichusedinaformationenergyfeedbacksystemoflithiumbattery,includingaPCmonitorandaDC/DCbi-directionalconverter.Thebi-directionalDC/DCconvertersystemcanrealizetheintelligentcharginganddischargingofthelithiumbatteriesbyadjustingthedu

5、tyratioofMOSFET.TheworkingprincipleofDC/DCbi-converterwasanalyzed,andtheexperimentalprototypefunctionwasvalidatedthroughexperiments.Keywords:batteryformation;DC/DCbi-directionalconverter;experimentalanalysis1引言进如21世纪以来，随着环境问题、能源问题与社会发展问题的矛盾日益突出，发展节能减排的绿色经济以成为全社会关注的

6、焦点。蓄电池作为能量储存的主要装置，以成为社会生活中不可或缺的一部分，需求量逐年增长，其中锂电池以其能量密度高，寿命长，放电电压稳定，污染小，质量轻，自放电小，循环寿命长等优点，逐渐取代传统的铅酸、镍镉电池，成为市场的新宠儿。故锂电池的广泛发展很好地符合绿色经济的要求，缓解环境和能源的压力。在锂电池生产过程中必须要经过电池化成这一工序，锂电池的化成是指对新生产电池初次充放电的过程，即利用化学和电化学反应激活，使电极上的活性物质转化成具有电化学特性的正、负极板，是影响电池寿命的重要环节。锂电池的化成过程要求非常严格，一般分为恒

7、流充电，恒压充电，涓流充电和恒流放电四个过程，各个环节之间区别在于充放电过程中的电压和电流不同，以保证对锂电池良好的性能。DC/DC变换器，也成为斩波器，是锂电池化成系统中的一个重要部分，原理是将某一种的直流电压转换为所需的另一种电压值不同的直流电压。在锂电池化成系统中，双向DC/DC变换器主要负责对充放电过程进行监控管理，根据最佳充电曲线对充电方式进行调整，并且对电池起到保护作用。不同于单向的DC/DC变换器，双向DC/DC变换器可以工作在正向和反向两种状态，实现能量的双向传输。因此，可以说双向DC/DC变换器的工作性能直

8、接影响化成系统的总体功能，从而决定锂电池的使用效率和性能。目前，用传统的电阻放电装置和相控式有源逆变放电装置对电池化成中的放电过程进行处理，前者虽然结构简单，成本较低，较为普及，但会对能量造成极大的浪费，特别是在大容量电池的生产中。据统计，规模较大的电池生产厂家在电池化成中电能的费用占到生