基于單片機(jī)控制的單端正激雙向DC／DC變換器

4 系統(tǒng)仿真分析
這里采用PSPICE對(duì)系統(tǒng)主電路進(jìn)行仿真。仿真參數(shù)為：輸入電壓400 V，輸出電壓2 V，電感14．2 μH，電容9 900 μF，開(kāi)關(guān)頻率55 kHz，變壓器變比170：3，最大占空比0．4，負(fù)載電阻1 kΩ，圖6示出仿真波形。

圖6a中自上至下分別為能量正向流動(dòng)時(shí)V1～V3驅(qū)動(dòng)電壓及反向流動(dòng)時(shí)V2，V3驅(qū)動(dòng)電壓波形?？梢?jiàn)，能量正向流動(dòng)時(shí)，ugV1與ugV2同步產(chǎn)生，ugV2與ugV3形成互補(bǔ)，并加有死區(qū)時(shí)間；反向流動(dòng)時(shí)，V2和V3交替導(dǎo)通以保證能量正常傳輸，兩者也有重疊導(dǎo)通的時(shí)間來(lái)保證電流完成必要的換流。
圖6b為能量正向流動(dòng)時(shí)DC／DC變換器的輸出電壓Uo及能量反向流動(dòng)時(shí)輸出電流Io波形?？梢?jiàn)，系統(tǒng)電壓動(dòng)態(tài)響應(yīng)較好，實(shí)現(xiàn)了從400～2 V的能量轉(zhuǎn)換。當(dāng)變換器反向工作時(shí)，蓄電池的輸出電流保持恒定，紋波較小，電感設(shè)計(jì)較為準(zhǔn)確。

5 實(shí)驗(yàn)分析
實(shí)驗(yàn)樣機(jī)主要元件選型和參數(shù)如下：V1根據(jù)輸入電壓為400 V等工作條件，采用型號(hào)為IXFN100N50P的功率MOSFET；V2，V3采用專(zhuān)門(mén)用于同步整流的MOSFET管IRL3803；儲(chǔ)能電感L=14．2 μH；輸出濾波電容為9 900 μF；負(fù)載為蓄電池。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。圖7a為給蓄電池充電時(shí)V2和V3的PWM驅(qū)動(dòng)波形。由于此時(shí)V1與V2同步，因此可較明顯看出兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)形成互補(bǔ)，并有死區(qū)，與理論分析完全吻合。圖7b為能量反向流動(dòng)時(shí)V2和V3的PWM驅(qū)動(dòng)波形，此時(shí)V1不工作。由實(shí)驗(yàn)波形可見(jiàn)，開(kāi)關(guān)頻率近似為55 kHz，PWM的占空比近似為0．4，實(shí)現(xiàn)了能量的雙向流動(dòng)。

6 結(jié)論
詳細(xì)介紹了一種基于單片機(jī)控制的雙向升降壓DC／DC變換器設(shè)計(jì)方案。通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)分析，驗(yàn)證了該變換器方案的可行性，工作安全可靠且具有良好的電源特性。整個(gè)系統(tǒng)成本低，且采用全數(shù)字控制，硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，可靠性較高，故對(duì)于需要能量雙向流動(dòng)控制的場(chǎng)合應(yīng)用較方便。