同步整流驱动的双向DC-DC变换器：设计与性能分析

本文主要探讨了电路设计的深入分析，特别是关于双向DC-DC变换器的设计和实现。首先，作者设计了一个包含主电路、控制电路、测量电路和保护电路的电池储能装置，其中的关键组件是IR2110控制器和MOS管。Buck-Boost变换电路是设计的核心，利用同步整流技术，通过互补的开关信号，Buck和Boost电路能够自动适应工作状态，实现双向供电。 电路的核心部分是单相DC/DC变换器，通过双向Buck-Boost变换器的设计，电路能够在充电和放电模式下实现自适应换流。使用MSP430单片机生成脉宽调制(PWM)信号，配合IR2110驱动器进行闭环数字PI控制，实现了恒流和恒压的精确控制。在测试中，无论是充电模式下的电流调整率和控制精度，还是放电模式下的电压调整率，都显示出良好的性能。效率方面，充电模式下达到94%，放电模式下高达97%，体现出高效能的优点。 在电路设计的选择上，经过对比分析，作者选择了方案三，即采用同步整流为核心的双向DC/DC变换器。相较于方案一的双-单向DC/DC变换器（电路冗余且控制复杂），方案二的带隔离变压器的双向全桥DC/DC变换器虽然隔离了电压和电流，但元件数量较多且效率和损耗有所增加。方案三凭借其高效率、小型化、动态性能好和成本低的优势，成为最优选择。 测控电路方面，使用了MSP430单片机进行精确的电流和电压检测，并进行实时控制。通过电阻分压等技术，实现了高精度的测量，如充电电流的测量精度达到1mA，同时支持实时监控蓄电池荷电状态(SOC)。 这篇毕业设计详细阐述了双向DC-DC变换器的理论基础、实际应用和优化选择，突出了同步整流技术在提高效率和简化电路结构中的关键作用，以及数字化控制在实现高效能和精确控制方面的实用价值。