实训教学的双向DC-DC变换器的设计与实现

楚雄师范学院物理与电子科学学院 李山玉

互邦信息技术有限公司 阮姜伟

楚雄师范学院物理与电子科学学院 胡永贵 李秋宁 杞春芳 凃志伟 李家旺

本设计以单片机为核心实现基于实训教学的双向DC-DC变换器，它主要由信号处理电路，变换器主控电路，电压电流采样电路等构成。它通过手动实现双向能量传递切换，即能量可以正向传输（自左向右），反向传递（自右向左）。变换器的放电负载用纯电阻，其输入电压由直流电源提供，该设计可为设计实训教学项目方案提供参考。

随着传统能源迅速消耗带来的能源危机和污染问题，可再生能源如太阳能光伏发电、风力发电和燃料电池动力系统受到了人们越来越多的重视。双向DC-DC变换器以其能量能够双向流动，使用的总体器件数目少，能够快速地进行两个方向功率传输的切换，并且具有高效率、体积小、成本低等优势，在需要双向能量流动的场合对于改善系统的体积、重量有重要研究价值。双向DC-DC变换器在航天、航空电源、分布式能源、电动汽车车载电源、不间断电源（UPS）、蓄电池储能充放电系统等领域有着广阔的应用前景。

双向DC-DC变换器的原理示意图如图1所示。变换器在能量传输模式控制信号的控制下，可以正向传输，也可以反向传输。

图1 双向DC-DC变换器的原理示意图

大多数的实用电路系统匹配双向DC-DC变换器设计方案虽然实用性强，但结构复杂，能量传递模式切换自动完成，测试条件难以人为控制。……