參數(shù)分析與計算 - 基于STC12C5A60S2的雙向DC-DC變換器的系統(tǒng)設計

　　參數(shù)分析與計算

　　根據(jù)輸入、輸出電壓確定場效應管驅(qū)動信號最大占空比，得

　　軟件設計

　　系統(tǒng)的控制程序部分由單片機 STC12C5A60S2 來完成，主要用來控制對電流的 設定和對電流誤差的校準，以及顯示功能。圖11 所示為單片機控制流程圖。

　　系統(tǒng)測試與數(shù)據(jù)分析

　　測試電路

　　采用外部電源給系統(tǒng)供電分別測量輸入電壓 U2，輸入電流I2，輸出電壓 U1，輸出電流 I1。測試電路如圖 12 所示。

　　測試過程

　?。?1） 步進電流測試

　　測試方法： 調(diào)整直流電壓源輸出電壓為 30V，通過單片機的鍵盤進行每次 0． 1A 的步進，測量充電電流在 1 ～ 2A 范圍內(nèi)的電流變化，并計算電流控制精度。

　　測試數(shù)據(jù)： 見表2。

　　測試結果： 根據(jù)表 2 所示數(shù)據(jù)，充電電流在 1 ～ 2A 范圍內(nèi)步進可調(diào)，電流控制精度不低于 5% ，滿足基本要求。

　?。?2） 電流變化率測試

　　測試方法： 通過單片機的鍵盤將充電電流穩(wěn)定在 2A，調(diào)整直流電壓源輸出電壓，使其電壓從 24V 開始，調(diào)整到 36V，測量充電電流的變化，并計算充電電流變化率。

　　測試數(shù)據(jù)： 見表 3。

　　測試結果： 根據(jù)表 3 所示數(shù)據(jù)，當直流電壓源輸出電壓從 24V調(diào)整到 36V 過程中，電流變化較小，電流變化率 = 0． 50% ≤1% ，滿足基本要求。

　?。?3） 效率測試

　　測試方法： 通過單片機的鍵盤將充電電流穩(wěn)定在 2A，調(diào)整直流電壓源輸出電壓為 30V，測量輸入電流、充電電壓并計算效率。

　　測試數(shù)據(jù)：

　　測試結果： 根據(jù)表 4 所示數(shù)據(jù)，變換器的效率大于 90% ，滿足基本要求。

　?。?4） 電流測量測試

　　測試方法： 根據(jù)用萬用表測量在 1 ～ 2A 范圍內(nèi)的充電電流的值以及單片機經(jīng)過采集處理并通過 12860 顯示的電流值，計算單片機測量電流精度。

　　測試數(shù)據(jù)： 見表 5。

　　測量結果： 根據(jù)表 5 所示數(shù)據(jù)，在 1 ～ 2A 內(nèi)測量精度不低于2% ，滿足基本要求。

　　5） 過充保護功能測試

　　測試方法： 通過單片機的鍵盤將充電電流穩(wěn)定在 2A，并逐步增大直流電壓源輸出電壓，使充電電壓超過 24 ± 0． 5V，觀察充電電流變化。

　　測試數(shù)據(jù)： 見表 6。

　　測量結果： 根據(jù)表 6 所示數(shù)據(jù)，充電電流在充電電壓超過 24 ±0．5V 后，立即趨近于零，滿足過沖保護功能要求。

　?。?6） 發(fā)揮部分測試

　?、贁嚅_ S1、接通 S2，利用靜態(tài)開關將裝置設定為放電模式，保持 U2 = 30 ± 0． 5V，經(jīng)計算，此時變換器的平均效率約為 95． 57% ，大于等于 95% ，基本滿足要求。

　?、诮油?S1、S2，斷開 S3，調(diào)整直流穩(wěn)壓電源輸出電壓，使 Us 在32 ～ 38V 范圍內(nèi)變化時，經(jīng)測量，雙向 DC － DC 電路能夠自動轉(zhuǎn)換工作模式并保持 U2 在 29． 3 ～ 30． 4V，基本滿足要求;

　?、劢?jīng)精密電子稱測量，雙向 DC － DC 變換器、測控電路與輔助電源三部分的總重量約為 437． 6g，不大于 500g，滿足要求。

　　測試分析與總結

　　根據(jù)上述測試數(shù)據(jù)，由此可以得出以下結論：

　?。?1） 該變換器輸出充電電流在一定范圍內(nèi)步進可調(diào)，具有較高的電流控制精度;

　?。?2） 該變換器能夠保持較高的電流穩(wěn)定度和電流測量準確度;

　　（ 3） 在充電和放電模式下，該變換器工作效率高，并且可以自動轉(zhuǎn)換工作模式;

　?。?4） 該變換器在具有過充電保護功能，安全性高，且重量輕，結構簡化。

　　綜上所述，本設計達到設計要求。