STM32驱动的双向DC-DC变换器电流采样设计

"这篇文章探讨了基于STM32的双向DC-DC变换器的设计与实现，特别是在电流采样电路分析和参数设计方面的内容。文中提到了航天器电源系统的重要性，并指出采用双向DC-DC变换器可以提升电源系统的功率密度。STM32微控制器用于实现输出电压和电流的闭环PI控制，确保系统的高效和稳定运行。" 在电流采样电路分析方面，文章介绍了两种方案。第一种方案是采用霍尔电流传感器，这种传感器能够将小电流信号转换为较大的电压信号，以实现精确测量。霍尔电流传感器具有高测量精度，但其敏感性对磁场的变化较为敏感，因此在设计时需要考虑磁环境的影响。 在参数设计中，电流采样选择了TI公司的专用高边电流采样芯片INA282。这款芯片专门用于高侧电流检测，能提供精确的电流测量，同时减少系统中的噪声干扰。在实际应用中，电流采样精度达到了约1.30%，并且充电电流可以在1到2A范围内以0.05A的步进值进行调节，电流控制速率变化为0.87%。 系统结构上，该双向DC-DC变换器包含了BUCK降压模块和BOOST升压模块，两者都使用了IR2104作为波形互补的可编程驱动芯片。此外，还有测控模块，它由低功耗的STM32单片机构成，负责实现电压和电流的闭环PI控制，以确保输出性能的稳定性。 在性能指标上，该系统在充电模式下表现出色，充电效率高达97.11%，具有精确的电流控制和过充保护功能。而在放电模式下，效率达到96.54%，并且能够维持输出电压在30V左右，展示了良好的电压稳定性。 关键词涉及双向DC-DC变换器、BUCK降压电路、BOOST升压电路以及PI闭环控制技术，这些都是电力电子领域中的核心概念，对于理解系统的运作至关重要。该设计实现了高效率、高精度的电源管理，适用于大功率电源系统的需求。