2015年全国大学生电子设计竞赛
双向DC-DC变换器（A题）
2015年8月16日摘要：本系统以同步整流电路为核心构成双向DC—DC电路， 用两块LT8705构建双向DC—DC，当系统选择了充电模式，则关断放电的LT8705模块，当放电的时候则关断充电LT8705模块。自动模式的时候通过系统自动调整输入输出模式，使得系统达到稳定。系统充电电流L在1~2A围步进可调；设定I产2A后，山在24~36V围变化时，充电电流L的变化率小于1%；设定I1=2A，在U2=30V条件下, 变换器的效率达到95%； 12864实时显示充电电流的数值，精度误差小于2%；具有过充保护功能；放电模式时，保持U2=30±0. 5V，变换器效率达到97%，满足题目要求。 关键词：双向DC-DC电路；LT8705；关断保护
目录
mjpg1.1双向DC-DC电路方案论证与选择 (1)
1.2电流监测反馈模块的选择 (2)
1.4辅助电源的选择 (3)
1.5单片机的选择 (4)
双柱汽车举升机
nand闪存二、理论分析与计算 (4)
2.1提髙效率的方法 (4)
三、核心部分电路及程序设计 (5)
四、测试方法与数据 (6)
五、结果分析 (8)
六、参考文献 (8)
一、系统方案
1.1双向DC-DC电路方案论证与选择
方案1：采用双向Buck-Boost DC-DC变换电路。工作原理：当Q保持关断，Q：采用PWM X作方式工作时，变换器实际是一个Buck电路，能量从也传到当Q保持关断，Q?采用PWM X作方式工作时，交换器相当于一个Boost电路，能量从也传到\仁如图1所示。其可以实现降压充电又可实现升压输出，有较好的
图1双向Buck-Boost DC-DC变换电路
方案2：采用LT8705降压-升压型DC-DC控制器，该器件可以在输入电压高于、低于或等于输出电压的情况下运作。输入电压围：2. 8V至80V；输出电压1.3Y至80V。同步整流：效率高达98%，可同步的固定频率：lOOKHz至400KHz。该方案的优点，效率极高，可以很好的满足题目的效率要求。电路原理图见附图lo
微机消谐装置umg92方案3：采用双向半桥DC-DC变换电路。如图2，电路由两个半桥组成，高压侧为电压型半桥，低压侧为电流型半桥Lr为变压器漏感与外加电感之和。由于变压器的激磁电感Lm远远大于漏感，因此可以将其忽略。该方案电路相对复杂，且有变压器整个系统质量偏重，效率较低，不符合题目要求。
分析：方案二效率更高，且电路简单易实现，故选用LT8705作为双向DC-DC 电路的主要芯片。 1・2电流监测反馈模块的选择
方案1：采用INA196电流采样芯片，INA194是16位电流检测器。共模电压 围-16到+36v，工作温度围-45° C 到+125° C，在整个工作温度围，误差小于3%; 带宽可达500kHz ；静态电流最大值900uA ；输出电压正比于检测电流，检测电流 围大；部运放输出接近电源电压：与V+差0. IV，与GND 差3mV，工作温度围-45° C 到+125° C，该方案的优点是：精度高，功耗低，电路简单易实现。
方案2：采用MAX471精密电流传感放大器MAX47U MAX471置35mQ 精密传 感电阻，可测量电流的上下限为±3A 。所需的供电电压VBR / VCC 为3〜36V，所能 跟踪的电流的变化频率可达到130kHzo
该方案的优点：响应速度快，精度可观。
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方案3：采用AD8221精密仪表放大器，AD8221是一款增益可编程、高性能 仪表放大器，相比于同类芯片其相对于频率的共模抑制比（CMRR ）最髙，从而打 打降低对滤波器的要求，该器件的额定工作温度为-40。C 至+85° C，该方案的 优点：功耗低，速度快。
分析：AD8221的精度相比于其他两个芯片更高，且性能最佳，故选用AD8221 作为电流检测反馈模块的主要芯片。
1. 3电流电压测量AD 模块的论证与选择
方案1：分别采用电流电压型模数转换芯片ADC0832和ADC0809o ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D 转换芯片，其最高 分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其部电源输入与参考电压 的复用，使得芯片的模拟电压输入在0、5V
之间。芯片转换图2双向半桥DC-DC 变换电路
ad8009
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