STM32驱动的双向DC-DC变换器在航天电源系统中的应用

"基于STM32的双向DC-DC变换器在航天电源系统中的设计与实现" 在航天领域，电源分系统扮演着至关重要的角色，它为航天器的所有系统提供能量。电源分系统通常包括化学电源、太阳电池电源和核电源等不同类型。在当前的航天器设计中，太阳能电池阵与蓄电池组组成的光伏电源系统占据主导地位，尤其是太阳能电池阵，它为90%以上的航天器供电。电源系统的性能直接影响航天任务的成功与否，因此，提高电源系统的功率密度和效率至关重要。 双向DC-DC变换器在此背景下成为了一个关键的技术解决方案。这种变换器可以替代传统的蓄电池充放电模块，不仅提升了电源系统的功率密度，还优化了能源转换效率。在STM32微控制器的支持下，可以设计出一种高级的控制策略，以适应大功率电源系统的需求。 STM32是一款低功耗的微控制器，广泛应用于工业控制和电力电子领域。在本文提到的系统设计中，STM32作为核心处理器，负责管理整个双向DC-DC变换器的工作，包括BUCK降压和BOOST升压两个模块。BUCK电路用于降低电压，而BOOST电路则用于提升电压，确保电源可以在不同工作条件下灵活调整。 为了实现精确的电流控制和监测，系统采用了IR2104作为波形互补的可编程驱动芯片，以及INA282高边电流采样芯片。通过这样的配置，系统可以实现对输出电压和电流的闭环PI控制，确保了系统的稳定性和效率。 在充电模式下，系统能提供1到2A的可调充电电流，步进精度为0.05A，电流控制精度达到了1.30%。同时，充电电流变化率低至0.87%，效率高达97.11%。系统还具备过充保护功能，以防止电池过充造成损害。而在放电模式下，效率可达到96.54%，并能维持稳定的30V输出电压。 总结来说，这篇摘要介绍了一种基于STM32的双向DC-DC变换器设计，该设计能够显著提升航天器电源系统的性能，实现高效、精确的充放电控制，并确保在各种工况下的稳定工作。这一技术对于未来航天电源系统的发展具有重要的实践意义。