[摘 要]本文研究的是以LT8705的為核心的高性能雙向DC-DC變換器?？蓪挿秶妷狠斎?，穩(wěn)定的大電壓輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的檢測(cè)以及精確的步進(jìn)和過(guò)充保護(hù)等功能。該變換器包含Buck-Boost升降壓模塊，電流檢測(cè)單元，過(guò)充保護(hù)單元，液晶顯示單元等。實(shí)驗(yàn)測(cè)試下性能表現(xiàn)優(yōu)異，滿足設(shè)計(jì)要求。

[關(guān)鍵詞]雙向DC/DC變換器；Buck充電模式；Boost放電模式；電流檢測(cè)

一、系統(tǒng)方案

雙向DC-DC變換器是典型的“一機(jī)兩用”設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)能量的雙向傳輸，所以在需要能量雙向流動(dòng)的場(chǎng)合，雙向DC/DC變換器的應(yīng)用可大幅度減輕系統(tǒng)的體積、重量和成本，有著重要的研究?jī)r(jià)值。但寬輸入輸出的雙向升降壓電源設(shè)計(jì)難度較大，也不易控制，研發(fā)較少。這里設(shè)計(jì)并制作用于電池儲(chǔ)能裝置的雙向DC-DC變換器，實(shí)現(xiàn)電池的充放電功能。在充電模式下，保證恒流充電并使電流能夠步進(jìn)可調(diào)，能夠測(cè)量并顯示充電電流以及實(shí)現(xiàn)過(guò)充保護(hù)功能。在放電模式下，提高效率，并能夠在自動(dòng)的在充放電中切換。設(shè)計(jì)的輸入電壓在24至36V變化，充電電流在1至2A內(nèi)變化，當(dāng)電流在2A，輸出電壓超過(guò)24±0.5V時(shí)，通過(guò)繼電器設(shè)備保護(hù)電路。該變換器能承受高電壓，大電流，能在多種場(chǎng)合中起到重要作用！

本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要由BUCK-BOOST升降壓模塊、電流電壓檢測(cè)模塊、液晶屏顯示模塊、電源模塊組成。LT8705是一款高性能的降壓-升壓模塊。輸入電壓范圍可在2.8至80V調(diào)節(jié)，輸出電壓也能在1.3至80V之間變化，可以實(shí)現(xiàn)同步整流功能，輸出電流調(diào)節(jié)容易，效率最高可達(dá)到98%。采用基于ACS712的電流檢測(cè)模塊。ACS 712的全溫度范圍的精度為±1.5%，在25～85℃時(shí)，精度特性更好。輸入與輸出之間的響應(yīng)時(shí)間為5us。帶寬為80KHz，通過(guò)調(diào)整濾波腳與地之間的濾波電容，可根據(jù)需求來(lái)調(diào)整噪聲與帶寬的關(guān)系，電容取值大，帶寬小，噪聲小。控制采用STM32單片機(jī)，端口多，處理效率高，性價(jià)比高。

二、系統(tǒng)理論分析與計(jì)算

（一）BUCK-BOOST升降壓的分析

1.主控制環(huán)路

LT8705是一款電流模式控制器，其可提供一個(gè)高于，等于或低于輸入電壓的輸出電壓LTC 專有的拓?fù)浜涂刂萍軜?gòu)在降壓或升壓模式中采用了同一個(gè)電流檢測(cè)電阻 （RSENSE）。電感電流受控于 VC 引腳上的電壓。在把輸出調(diào)節(jié)至一個(gè)恒定電壓的最簡(jiǎn)單形式中，F(xiàn)BOUT引腳接收輸出電壓反饋信號(hào)，並由 EA4 將其與內(nèi)部基準(zhǔn)電壓加以比較。低輸出電壓將產(chǎn)生一個(gè)較高的VC電壓，因而將有更多的電流流入輸出端。相反，較高的輸出電壓將導(dǎo)致VC下降，從而減小流入輸出端的電流。

2.電壓調(diào)節(jié)環(huán)路

LT8705提供了兩個(gè)恒定電壓調(diào)節(jié)環(huán)路，一個(gè)用于輸出電壓，一個(gè)用于輸入電壓。接在VOUT，F(xiàn)BOUT和GND之間的分壓電阻負(fù)責(zé)檢測(cè)輸出電壓。當(dāng)FBOUT上升至接近或等于EA4的基準(zhǔn)電壓時(shí)，降低Vc電壓以操控電流的大小，從而使VOUT被調(diào)節(jié)至期望的電壓。

3.電流監(jiān)視和調(diào)節(jié)

LT8705提供了兩個(gè)恒定電流調(diào)節(jié)環(huán)路，一個(gè)用于輸出電流，一個(gè)用于輸入電流。CSPIN和CSNIN檢測(cè)輸入電容附件的檢測(cè)電阻上之電壓來(lái)監(jiān)視輸入電流。使一個(gè)與檢測(cè)電壓成線性比例的電流流出IMON_IN引腳并進(jìn)入一個(gè)外部電阻，產(chǎn)生的電壓Vimon_IN與輸入電流成線性比例。同樣，CSPOUT和CSNOUT檢測(cè)輸出電容附近檢測(cè)電阻上的電壓來(lái)監(jiān)視輸出電流，并產(chǎn)生一個(gè)與輸出電流成線性比例關(guān)系的電壓Vimon_OUT。