基于同步整流技术的全数字双向DC/DC变换器的研制

随着科学技术的发展，双向DC／DC变换器正在逐步应用于各种工业自动化场合，特别是需要对蓄电池进行充电／放电的场合。作为DC／DC变换器的一种新形式，双向DC／DC变换器必将在产业应用的舞台上占据越来越重要位置。同步整流技术是DC／DC变换器领域的一个新兴的研究热点，该技术的广泛应用将会有力的推动低压大电流DC／DC变换器的发展。在DC／DC变换器的控制方面，随着微控制器的飞速发展，数字控制技术正在逐渐成熟并取代传统的模拟控制技术。数字控制技术在DC／DC变换器控制系统中的应用将会促使以DC／DC变换器为代表的电力电子设备进一步向智能化、集成化的方向发展。 基于以上背景，本文首先比较和研究了几种典型的隔离式双向DC／DC变换器电路，并在此基础上提出了一种新颖的隔离式双向DC／DC变换器拓扑。本文对该拓扑的电路构成、工作原理以及在工作过程中重点应用的同步整流技术进行了详尽的分析和讲解，并对主要电路元件的设计计算步骤进行了仔细地介绍。 在控制系统方面，本文在介绍DC／DC变换器控制系统的发展及现状的基础上，对以LPC2119(ARM7内核)为核心的全数字双向DC／DC变换器控制系统的电路构成和设计进行了详细的讲解，并对控制软件的构成和功能进行了介绍说明。 最后，本文对提出的拓扑进行了建模仿真，搭建了试验样机，并给出了仿真和实验波形。结果表明，本文提出的电路拓扑原理正确，主要电路参数设计准确，整机工作安全可靠，在控制精度、效率等各方面均达到了设计要求。