STM32下主函数设计与双向DC-DC变换器控制详解

在本文档中，主要讨论的是主函数程序设计应用于一个基于STM32的双向DC-DC变换器的控制系统。该系统的设计目的是提高航天器电源分系统的效能，通过采用双向DC-DC变换器来替代传统的电池充放电模块，以实现高功率密度和更好的能源管理。 首先，软件设计方法被阐述，强调了中断控制的多线程模式，其中包括以下几个关键部分： 1. **主函数**：作为程序的起点，主函数负责初始化所有外围器件，并在while循环中执行IDLE线程。IDLE线程执行低实时性的任务，如屏幕显示和测量值的数据处理。 2. **ADC中断**：当ADC采样完成后，这个中断会被触发，用于读取并处理ADC数据，确保数据的实时性和准确性。 3. **PWM定时器中断**：这是系统的核心，负责PID计算、PWM输出控制和ADC采样触发设置，因为其具有最高优先级，对系统的实时性能至关重要。 4. **按键中断**：负责响应按键输入，允许用户进行设置操作，增强系统的交互性。 针对双向DC-DC变换器，具体技术实现上，系统由多个模块组成： - **BUCK降压模块**：使用波形互补的可编程芯片IR2104驱动，提供稳定的电压转换。 - **BOOST升压模块**：同样采用IR2104，确保升压功能的高效执行。 - **测控模块**：利用低功耗单片机STM32进行闭环PI控制，监控和调整输出电压和电流，实现精确控制。 - **辅助电源模块**：确保系统的稳定运行。 在工作模式方面，双向DC-DC变换器表现出色： - 在充电模式下，系统具有精细的电流控制，支持1～2A范围内的步进调节，精度达到1.30%，同时具有0.87%的电流变换率和高达97.11%的充电效率，具备过充保护功能。 - 放电模式下，系统展现出高效率，可达96.54%，并且能保持输出电压在30V左右。 关键词：双向DC-DC变换器、BUCK电路、BOOST电路、PI闭环控制。本文的重点在于结合STM32平台实现高性能和高效的电源管理系统，适用于航天器和其他需要大功率电源的设备。