STM32驱动的双向DC-DC变换器在航天电源系统中的应用

"这篇文档主要讨论了双向DC-DC变换器在国内外的研究和应用现状，特别是在太阳能电池阵、电动车和航天器电源系统中的应用。STM32微控制器在双向DC-DC变换器设计中的作用也得到了阐述，涉及了具体的设计方案和性能指标。" 双向DC-DC变换器是一种关键电力电子设备，它能够在直流电源之间进行能量的双向传输，从而实现电压的提升或降低。在20世纪后期，由于其在光伏电源发电系统和电动车领域的潜力，这种技术受到了广泛的关注。BUCK/BOOST双向DC-DC变换器被提出用于替代传统的充电和放电模块，以稳定电压。然而，由于其输入输出电压极性的限制，这种变换器并不适合电动车应用，因此发展出了BUCK-BOOST级联型的双向DC-DC变换器。 在电动汽车领域，陈清泉教授和外国专家的工作推动了基于BUCK/BOOST的DC-DC变换器的研发，尽管遇到了一些挑战，如在电动车上的不适用性，但这些工作为后来的技术改进奠定了基础。此外，李泽元教授在燃料电池上的研究进一步拓展了双向DC-DC变换器的应用领域。 在技术发展方面，非隔离型双向DC-DC变换器的拓扑结构，如BUCK-BOOST变换器、BUCK/BOOST变换器、CUK变换器和SEPI-ZETA变换器，通过CMOS开关管和二极管的创新应用，提高了转换效率和响应速度。 STM32微控制器在双向DC-DC变换器设计中的应用，使得高效、精确的电源管理系统成为可能。例如，文中提到的课题设计了一个基于STM32的双向DC-DC变换器，包括BUCK降压和BOOST升压模块，采用PI闭环控制来确保输出电压和电流的稳定性。系统能够提供1到2A的可调充电电流，控制精度达1.30%，充电效率高达97.11%，并具有过充保护功能。在放电模式下，效率可达96.54%，保持稳定的输出电压。 总体来说，双向DC-DC变换器的研究持续发展，不断推动着电源技术的进步，特别是在航天、电动汽车和高效率电源系统等领域。STM32等微控制器的集成使得变换器的控制策略更加灵活，提高了整个系统的性能和效率。