基于單片機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對系統(tǒng)主電路進行仿真。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，開關(guān)頻率55 kHz，變壓器變比170：3，最大占空比0．4，負載電阻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時V1～V3驅(qū)動電壓及反向流動時V2，V3驅(qū)動電壓波形。可見，能量正向流動時，ugV1與ugV2同步產(chǎn)生，ugV2與ugV3形成互補，并加有死區(qū)時間；反向流動時，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)通的時間來保證電流完成必要的換流。
圖6b為能量正向流動時DC／DC變換器的輸出電壓Uo及能量反向流動時輸出電流Io波形?？梢?，系統(tǒng)電壓動態(tài)響應(yīng)較好，實現(xiàn)了從400～2 V的能量轉(zhuǎn)換。當(dāng)變換器反向工作時，蓄電池的輸出電流保持恒定，紋波較小，電感設(shè)計較為準(zhǔn)確。

5 實驗分析
實驗樣機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，采用型號為IXFN100N50P的功率MOSFET；V2，V3采用專門用于同步整流的MOSFET管IRL3803；儲能電感L=14．2 μH；輸出濾波電容為9 900 μF；負載為蓄電池。實驗結(jié)果如圖7所示。圖7a為給蓄電池充電時V2和V3的PWM驅(qū)動波形。由于此時V1與V2同步，因此可較明顯看出兩路驅(qū)動信號形成互補，并有死區(qū)，與理論分析完全吻合。圖7b為能量反向流動時V2和V3的PWM驅(qū)動波形，此時V1不工作。由實驗波形可見，開關(guān)頻率近似為55 kHz，PWM的占空比近似為0．4，實現(xiàn)了能量的雙向流動。

6 結(jié)論
詳細介紹了一種基于單片機控制的雙向升降壓DC／DC變換器設(shè)計方案。通過仿真和實驗分析，驗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。整個系統(tǒng)成本低，且采用全數(shù)字控制，硬件設(shè)計簡單，可靠性較高，故對于需要能量雙向流動控制的場合應(yīng)用較方便。