全数字控制双向DC/DC变换器：基于微控制器与同步整流技术

"单片机与DSP中的基于微控制器的全数字双向DC/DC变换器的研制" 本文介绍了一种创新的双向DC/DC变换器设计，该设计采用全数字控制策略，结合同步整流技术，以实现高效率、高控制性能以及能量的双向流动。这种变换器的核心控制器是PHILIPS公司的LPC2119微控制器，它基于高效的ARM7内核。文章详细阐述了系统的结构，深入解析了工作原理，讨论了关键元器件的选择，并提供了实验验证的结果。 双向DC/DC变换器在多种应用场景中起着至关重要的作用，如不间断电源（UPS）系统、航空航天电源、电动车动力系统以及电池充放电管理。在这些应用中，变换器不仅需要控制能量的双向流动，还常常需要提供低压大电流输出。传统的整流方式在低电压、高电流条件下可能导致效率下降，而同步整流技术通过减少整流损耗，有效提升了转换效率。 过去，模拟控制技术因其快速响应、无量化误差和成本较低而被广泛使用。然而，随着数字微控制器技术的进步，如LPC2119这样的器件在性能提升的同时，成本也显著下降，使得全数字控制方案在开关电源设计中变得更为可行。数字控制的优势在于简化硬件设计、减少独立组件，从而增强系统的可靠性和灵活性。 系统架构方面，如图1所示，系统由控制部分（虚线框内）和其他组成部分组成。控制部分采用了微控制器进行实时监控和决策，确保了整个DC/DC变换器的高效稳定运行。同步整流技术的实施，通过使用低阻抗MOSFET替代二极管作为整流元件，降低了整流损耗，提高了转换效率。 实验结果显示，采用这种全数字控制的双向DC/DC变换器在实际应用中表现出优异的性能，满足了高效能和灵活控制的需求，为电源系统的设计提供了一种新的解决方案。随着微控制器技术的不断进步，预计全数字控制将在未来的电源领域扮演更加重要的角色。