的技術，主要是對電壓、電流實現變換。它廣泛應用在電力系統、交通運輸、 可再生新型能源、家用電器、計算機與通訊、工控等領域。

47KHZ 的 PWM 信號，通過半橋驅動器 IR2104 控制同步整流的升降壓電路。 單片機能實時檢測電流電壓數值，并通過其自帶的 10 位ADC 反饋到片子內部 進行處理。當放電按鈕被按下時，同步整流電路為降壓電路,能輸出 1.0 到

2A，0.05A 可調的步進電流，形成電流電壓閉環控制系統。當充電按鈕被按下 時，同步整流電路為升壓電路,能輸出 30V 電壓，形成電壓閉環控制系統。輸 出電壓電流，輸出電流的設定值都在 12864 液晶通過設置顯示。根據測試，同 步降壓效率為 94%。具有充電過壓保護功能。

目錄
1 緒論 .............................................................. 1
1.1 課題研究的背景 ................................................. 1
1.2 課題在實際生產中的應用 ................................... 2
1.3 課題研究的意義 ................................................. 3
1.4 課題設計的目的與過程 ........................................... 3
1.5 本章小結 ........................................................ 4
2 設計要求與需求分析 ................................................ 5
2.1 設計要求 ....................................................... 5
2.2 系統分析 ....................................................... 5
2.3 電池選擇 ....................................................... 6
2.4 DC/DC 方案選擇 .................................................. 7
2.5 非隔離 Buck-Boost 分析 ........................................... 7
2.5 本章小結 ...................................................... 11
3 硬件設計 ......................................................... 12
3.1 總體框架 ....................................................... 12
3.2 各部分電路的選擇 ............................................... 12
3.3 本章小結 ....................................................... 18
4 軟件設計 ......................................................... 19
4.1 電壓電流雙閉環控制算法設計 ..................... 19
4.2 主程序設計 ..................................................... 19
4.3 按鍵程序設計 ................................................... 20
4.4 ADC 中斷程序 ................................................... 21
4.5 閉環控制程序 .................................................. 22
4.6 本章小結 ....................................................... 24
5 系統測試 ......................................................... 25
5.1 實物圖片 ....................................................... 25
5.2 測試過程 ....................................................... 25
5.3 本章小結 ....................................................... 32
結論 .............................................................. 33
致謝 .............................................................. 34
參考文獻 .......................................................... 35
附錄 A 原理圖 ...................................................... 36
附錄 B 程序 ........................................................ 37
1緒論

我們生活中使用的 DC/DC 變換器都只能從單一方向進行工作，其最根本原因是 功率較大的開關管（像 MOSFT，IGBT）只能處理單一方向上流過的能量，而且主電 路上裝有二極管，因為其本身的特性，導致能量只能朝一個方向流通。現在，科技 和社會的發展相當迅速，人們對電源系統提出了更高的要求，以適應其在不同工業、 科研環境下需求。在航空航天系統，I 類負荷不斷電系統中,直流電源變換器有著不可 或缺的作用。在要求能充放電的系統，比如電動汽車、不允許斷電的系統、光伏發 電、航空電力等場合中，要求能量可以雙向自由流通，而為此做兩個電能變換器顯 然過于笨重，而且增加了成本。雙向 DC/DC 變換器(Bi-direCtional DC/DCConverter， BDC)就在這樣的背景下應運而生了，通過適當的控制，它可以讓能量兩個方向自由 地流動，對比做兩個電能變換器，兼顧了變換器的體積、重量，還有成本，提高了 效率。雙向的 DC/DC 變換器完成了兩個設備的工作，而普通的 DC/DC 變換只能完成 能量的單向流動。變換器之所以雙向流動能量是因為它在原來開關管的基礎上并聯 了一個快恢復的二極管，讓其導通電流本來只能在一個象限工作變成了兩個。這樣 的處理方法好處是不用改變輸入和輸出電壓的極性卻能控制電流的流

雙向的 DC/DC 變換器是以電力電子技術為基礎的產物，在現今國家大力扶持的 航天技術，光伏發電技術，電力汽車的背景下，它必將蓬勃發展，相信會更多的研 究結果出現在人們的視野中，應用前景也會更加廣泛。

雙向的 DC/DC 變換器是因為現實需求而被提出的一種模型，所以它在某些特定 的領域有著廣泛應用。

從上圖中可以看到，雙向的直流變換器、電機還有電池共同組成了這個系統。 當汽車運行時：變換器輸出的電流與電機的轉速存在一定的數學關系，調節變換器 輸出的電流大小就能達到控制汽車的行進速度的目的。當汽車剎車時，變換器將儲 存在電機中的機械能變成電能，向電池充電；同時調節制動力矩的大小。

電力系統中的負荷有規定，I 類負荷是嚴禁斷電的。因為 I 類負荷往往是工廠， 大型煉鋼廠，醫院，或者具有重大意義的單位。如果供電突然中斷并且沒有備 用電源及時投入，可能會對人身造成傷害，或者產生很嚴重的經濟損失。 比如醫院的手術室，若突然失去供電，會影響到手術的進行，無法保障病人生命安 全；再如大型鋼鐵企業中，正在運作的煉鋼爐，如果停止對其供電，爐中的鐵水會 迅速降溫凝結，產生廢鋼，而且損壞設備。所以不能中斷對其的供電，使用雙向的 電能變換器是一種有效避免斷電的方法。其示意圖如圖 1.3 所示。

在正常情況下，220V 交流電直接供給負載并且通過變換器給電池充電。供電中 斷時，將儲存在蓄電池中的電能變換器升壓再逆變，保證負載能正常工作。

長期沿著地球軌道飛行的飛行器需要解決供能問題，收集太陽能作為動力是個 可行的辦法。航天器靠太陽能板收集能量，當飛行器運行到向陽面時，太陽能板工 作，此時飛行器的能量來源就靠它，另一方面，多余的電能通過變換器降壓，將能 量保存在蓄電池中。當飛行器運行到背陽面時，太陽能板就無法產生作用了，需要 之前儲存在蓄電池里的電能通過變換器升壓，給負載供電。這種可以雙向能量流動 的變換器有效簡化了系統的結構，降低了體積和重量，這在航天方面至關重要。

雙向的直流電能變換器有著單向變換器所不具備的優點：電流能雙象限流動， 只要稍加控制功率管的開關順序，輸入電流和輸出電流的方向就可以改變，它完成 了兩個單向電能變換器的工作。若實際應用中需要能量來回傳遞，又對體積、成本 有所要求，那么雙向的直流變換器就有用武之地。圖 1.1 只是簡單地介紹了幾個非隔 離的雙向的直流變換器拓撲結構。它還有許多帶隔離的拓撲，每一種拓撲都有各自 的優缺點，所以在使用時，要具體情況具體分析，根據實際的要求，來選擇合適的 拓撲。本次設計是針對 18650 電池充放電的變換器，采用了不帶隔離的 Buck-Boost。 主要考慮到以下 2 點：（1）對比隔離型的變換器，它具有效率高的特點，滿足設計 要求；（2）主電路的結構較為簡單，方便調試，也節省的成本。

本次設計的目的在于用平時課堂所學內容以及相關的實踐經驗完成雙向 DC-DC 電源的制作，了解開關電源的發展技術追求和發展趨勢，做到以下四個方面：①小 型化、輕量化、高頻化；②高可靠性；③低噪聲；④采用計算機輔助設計和控制。 并鞏固電力電子和模擬電子技術中有關開關電源的基礎知識，能夠學以致用，同時 擁有分析和解決問題的能力，以及一定的基于模擬電子技術的研究設計能力。為了 能獨立完成相關設計做好鋪墊。

本設計采用系統硬件和軟件編程相結合的方法，根據設計目標從系統總體的設 計方案和結構框圖入手，確定主功率電路的整流方式，拓撲結構，再根據實際電壓 要求計算占空比，進行電路原理圖的設計和主要器件的選擇。在控制電路中要根據 A/D 轉換器的控制算法進行數據處理，需要較強的動手能力與編程能力，制作完成 后需要進行測試，掌握科學的測試方法可以提高效率，同時分析出現問題的原因， 可以避免重蹈覆轍。最終設計出來的成品具有重量輕、效率高、發熱量低、性能穩 定等優點。

此次設計涉及到的主要內容有 DC-DC 變換器方案的設計與比較，元器件參數值 的計算與選擇，程序的設計與編寫，充放電模式下的仿真以及硬件實物的測試。

通過上述敘述，我們對雙向的直流變換器的背景，意義還有其發展前景有了初 步認識，并且明確了此次設計的目標和方法。

本文設計用于電池儲能裝置的雙向 DC-DC 變換器， 實現電池的充放電功能， 功 能可由按鍵設定，亦可自動轉換。系統結構如圖2.1 所示，圖中除直流穩壓電源外， 其他器件均需自備。電池組由 5 節 18650 型、容量 2000~3000mAh 的鋰離子電池 串聯組成。所用電阻阻值誤差的絕對值不大于 5%。

（1）U2=30V 條件下，實現對電池恒流充電。充電電流 I1 在 1~2A 范圍內步 進可調，步進值不大于 0.1A，電流控制精度不低于 5%。

（2）設定 I1=2A，調整直流穩壓電源輸出電壓，使 U2 在 24~36V 范圍內變化 時，要求充電電流 I1 的變化率不大于 1%。

（5）具有過充保護功能：設定 I1=2A，當 U1 超過 U1th=24±0.5V 時，停止充 電。

（7）在滿足要求的前提下簡化結構、減輕重量，使雙向 DC-DC 變換器、測控 電路與輔助電源三部分的總重量不大于 500g。

本系統的設計的目的是為了進行能量的雙向傳遞，而且對效率提出了較高的要 求，所以采用了開關電源拓撲結構是比較合適的。開關元件上選用符合耐壓值的 MOS管即可，因為在較高頻率下，大電流的工況下MOS管的導通損耗和開關損耗仍

然能維持在一個較低的水平。控制方面，以單片機為核心，通過中斷程序分時段采 集并處理從主電路中采集得來的電流電壓信息，依據采集得到的信息作出相應的反 饋，使整個電路運行更加的穩定和智能。除了主電路外，還需要（1）放大電路，經 估算，采集電壓的值分布范圍不能覆蓋單片機測量電壓的大部分區域，所以需要對 采集電壓進行適當的放大；（2）輔助電源模塊，單片機需要5V的電壓供電才能工 作；放大電路也需要負電壓才能正常工作；（3）按鍵電路，主要針對設計要求中需 要對電路的工作模式進行轉換，并且要求可以調整輸出電流，這些功能需要通過按 鍵以及配套的程序進行實現；（4）顯示模塊，用于顯示設計中各項關鍵的參數，提示電路的工作狀態。

關于電池，最優的且最方便的選擇是鋰電池。通過查閱資料，了解到鋰離子是 一種可以反復充電使用的電池。對比其它電池，它有如下的優勢：（1）它的體積很 小，一般常用的 18650 為長度 6.5 厘米直徑 1.8 厘米的圓柱。而且它的重量也很輕

（2）正常工作時，1 節 18650 能提供 3.7V 的電壓，通過串聯電池，可以滿足大部分 工作需求。（3）容量大，對比其它類型的電池，它具有更高的功率密度。（4）充 電時間短，放電時電流也不會很大，其容量也不會隨使用次數的增加而減少。（5） 無污染。有這么多的優點，所以它也受到許多廠商的青睞，我們形影不離的手機就 是采用鋰電池供電的。當然，因為它本身的物理特性，也有著不可避免的缺點：容 易損壞。因此，我們要避免對其過充或者短路。給電池增加一個保護板也是不錯的 選擇。

這次設計中，我們仍然采用索尼公司生產的18650電池。經查閱手機了解到，1 節電池正常工作時提供3.7伏的電壓。在充電時，電壓會升高，一般4.2V是它的極 限。圖2.2、2.3所示是18650電池的樣子和充放電時容量與電壓的關系。

方案一：不帶隔離的升降壓電路，開關閉合電感儲能，開關斷開電感蓄流。因

為是在MOS管上直接反向并聯了二極管 ，蓄流時會自動導通，不用考慮反向恢復問 題。這樣的好處是通斷開關管造成的損耗很小。

當開關管閉合時，電流從電源流出，經過電感最后到負載（觀察到此狀態下二 極管是反接的，阻斷了電流向下的通路）。這個過程中電感儲能，其電壓值是電源 與負載的壓差，其值得大小與電感的具體值也有關。這個過程中電容承擔了濾波的 作用，電容值越大，濾波的效果越好，具體的值將在下面的計算中給出。

當開關管打開時，負載失去原來的電能供應，從圖中看，虛線部分被斷開。電 感因為自身的特性，在其中流過的電流不會瞬間改變，會慢慢減少，直至到 0，減少 的速度與電感值有關，其計算也在下面給出。電流繼續流過負載，此時原來的通路 已經不在，電流通過蓄流二極管，形成新的通路。此時，圖中還沒帶有負載，電流 給電容充電。而電容兩端的電壓即是負載的兩端的電壓。因為選擇的電容值一般較 大，所以負載電壓也會穩定在一個具體的值。

圖2.8中，顯示的是開關管導通狀態下的電路情況，電感L把流過其自身的電能 的一部分轉換成磁能，儲存起來。而未儲存在電感中的電流流經電容器C，由電容將 能量儲存起來。當開關管打開時，電路圖變成2.9中的情況，因為此時已經沒有電源 連接在電路中，電感就要充當繼續提供電流的作用，像上面介紹到的那樣，電感的 電流不會瞬時改變，而是繼續朝原來的方向流動，經過負載再流到二極管，形成新 的回路，這個過程中電容將放電與電感一起維持電流的大小。

因為開關管是在很高的工作頻率下工作的，其關斷的頻率是毫秒甚至是微秒級 別的。負載電壓在這個過程中不斷的抬升，直到一個時機，電容的放電與電感的充 電達到一種動態的平衡。電壓也就維持在一個較為穩定的值附近。其值得大小與控 制開關管的PWM波的占空比有關。因為題目的要求輸出電壓可調，所以還需要對輸 出電壓進行采集，一般選用的方法是設置單片機的一路進行信息的采集，并且對采 集的信息與設定的值進行比較，本身PWM波也是由單片機發出的，所以可以直接控 制單片機改變發出PWM波的占空比。這樣就形成了一個閉環，讓輸出的電壓維持在 題目要求的值附近。

紋波抑制比r在設計電能變換器時是一個至關重要的參數。經查閱書本，將r設置 在0.4能讓整個電路擁有最優的工作狀況。影響紋波抑制比的主要因素有兩個（1） 電感的電流平均值即降壓電路中的電流的平均值和（2）紋波的峰峰值△ I。設計整 個變換器的時候，紋波抑制比應當被首先確定，因為它影響后面電容電感的參數。 因為方案中已經給定了確定的PWM頻率，我們可以用紋波抑制比來計算出所需電感的數值。

計算電感的過程如下，像上文說的，我們先把紋波抑制比設置成0.4。根據題目 要求，高壓側的電。電池組兩側的電壓?s1=18.5V，f.D分別表示單 片機的PWM波的工作頻率、PWM波的占空比、高壓側電壓、低壓側電壓、充電電 流。因為普通二極管在這么高的工作頻率會出現問題。所以采用肖特基二極管，默 認它的導通壓降為0。

（詳見附件）

電感需要繞線獲得，無法得到計算值那么精確的電感，此處取大概 200uH 左右的電 感。

將二極管替換成MOS管，則可以避免續流二極管因電壓降而導致的功率損耗， 提高能量轉換效率。用MOS管代替續流管的電路方式叫做同步整流，同步整流的電 路可以實現能量的雙向流動。實際上同步整流的BUCK和BOOST具有對稱性。

充電時刻，30V給18.5V的電池組充電，需要降壓，整個電路工作在Buck模式， 放電時刻，18.5V的電池組作為輸入電壓，輸出30V，需要升壓，整個電路工作在 Boost模式，根據對稱性原則，電感和電容遵循BUCK的計算結果即可。

經過上面的討論，本設計采用同步整流的升降壓電路模型來作為這個設計的主 電路。并通過詳細的分析計算，確定了電感和電容的取值。

本文設計的總體框架如圖 3.1 所示，采用 STC 系列單片機作為主控芯片。在主 電路外輔以 IR2104 IC 的開關管的驅動電路、能夠提供穩定 5V 電源的 7805 芯片、方 便控制轉換工作方式的按鍵電路、用于采樣的檢測電路和 12864 液晶顯示電路。下

所有能兼容英特爾 8031 指令的微處理器都統稱為 51 單片機，最初的 8004 經 過 Flash Rom 工藝的進步，迅速成為使用最廣泛的單片機之一。它在工業生產，機 器控制領域有著廣泛的應用。而且各個型號之間的片子可以完全兼容，在 ARM 和 FPGA 還未普及時，一度占領了微處理器市場的很大一部份額。最普通的 51 單片機 一般是 8 位的。

夠勝任此次設計的數據處理任務。而且其內部的 ADC 是 10 位的，這意味著精度也 比 51 要高好幾倍。同時內部自帶的 PWM 也省去了再自己制作 PWM 波發生電路的 麻煩。

3.2.3 電路供電電源的選擇

使它工作起來只需要在輸入和輸出端口各并接一個 0.33u 和 0.1u 的電容即可。這個 IC 價格十分便宜，功能卻很強大，不僅能輸出 5V,而且內部的電路也十分完善，過 流過熱保護都已經集成在內，缺點就是存在一定的損耗。因為手頭沒有 7805 模塊芯 片，本設計中采用了一塊封裝與 7805 完全相同的金升陽的電源模塊。其應用電路圖

就會感應出霍爾電動勢。電動勢的大小與電流的大小存在一定的數學關系，而霍爾 元件上產生的電壓我們可以通過測量的方式取得。知道電壓，再通過查表，就可以 找到對應的電流。

方案二：分壓檢測電路。對比采用霍爾傳感器，更簡單的方式是在需要測量電 流的路徑上串聯一個小阻值卻很精密的電阻，比如康銅絲。當電流流過這個電阻 時，就會在兩端產生壓降。測量這個壓降值得大小，再除以電阻值，就可以很方便 地知道電流的大小。這樣的方式很簡潔，操作起來比較方便，也不會給電路增加額 外的重量，有利于更好的完成題目中的各項指標。

因為此時測得的電壓值非常小，如 10 毫歐的康銅絲上流過 2A 的電流才產生

0.02V 的電壓。對于 10 位最高能識別 5V 的單片機，不能完全發揮它的各項性能。我 們需要對 0.02V 的電壓進行放大，使其電壓值能盡量覆蓋單片機所能測得的范圍。 這樣單片機就能測得更加準確的數據。考慮到要方便單片機采集電壓信息，我們選 擇讓輸出端的電壓經過分壓進入放大電路，放大器的輸出端口直接連接 ADC 的端 口。

采用 Lm358,它內部含有兩個放大器。實際上我們只需要用到一個。圖 3.6 是它 的引腳圖；3.7 是應用電路圖。

因為題目中的要求是電流在 1.0 到 2.0A 之間。輸出最大電流為 2A。我們上面提 到是用分壓的方式進行檢測，提供給單片機的電源是 7805 產生的 5V 電壓。所以單 片機能檢測到最高的電壓也是 5V。而 LM358 同樣需要 5V 的電壓供電，而它與最大 輸出的電壓之間有 1.2V 的壓差。由此我們得到：

此處根據手頭有的電阻材料，而且選擇時還要滿足對放大器內部來說要少幾個 數量級的電阻，因為要滿足它對外虛斷的特性。我們選擇千歐級別，就選 48K 和 1K

因為 ? > ?o , 滿足剛才計算的結果。 所以當電流為最大值時，運放輸出電壓為：

因為只用到四個按鍵，所以在這個設計中，為了省去不必要的麻煩，我們就不 采用編碼鍵盤了。四個按鍵對應它自己的功能，并且與單片機的 P2 口中的前四個接 口分別相對應。只用標注對應的意義就很直觀，非常的簡潔，在板子上焊接 4 個按 鍵也是非常容易的事情,下面是各個按鍵對應的意思

K4 為輸出電壓減少，單擊一次步進 0.05A，最少減到 1A（題目要求 1A，此為 拓寬調節范圍，屬于發揮部分“其他”內容）。

能不能勝任這樣的工作。翻看 12864 的數據手冊，發現 12864 的液晶的驅動電壓很 小，幾乎與 1602 無異，不用再額外添加驅動電路，而且通過它的名字就能猜到它是 由 128*64 的點陣構成，這意味能顯示更多的信息。在本次設計中，我們需要設計顯 示四條信息，分別是設定的電流，輸入輸出的電壓，輸出的電流。12864 的樣子如圖

3.3 本章小結

電路對主電路的 MOS 管進行控制。對測得輸入輸出電壓電流經過合理的放大或者分 壓再傳給單片機自帶的 ADC 端口。當按鍵設定在放電狀態時，同步整流電路為 BUCK 狀態,能輸出 1.0～2.0A，0.05A 步進電流，形成電流電壓閉環控制系統。當按鍵設 定在放電狀態時，同步整流電路為 Boost 狀態，能輸出 30V 電壓，形成電壓閉環控 制系統。液晶采用 12864 來顯示信息�？傮w電路圖見附表 A。

C 和匯編都適用于此款單片機。匯編語言速度快，但可讀性差，移植性不好，而 且對沒有這方面基礎我來說，編程很困難；而 C語言洽洽彌補了匯編語言的缺點， 它具有很好的移植性和可讀性。所以本文設計采用 C 語言編寫程序，在 Keil 51 的環 境下對其進行開發。

本次設計要求輸出電壓應小于 24V，輸出的電流已經告知是 1.0~2.0A，所以在 設計單片機控制系統中，電壓和電流關系應參考圖 4.1。

使得輸出電流在 2A 范圍內，電壓在 24V 范圍內。而在硬件參數固定的情況下， 輸出電流電壓只與 PWM 波的占空比有關，所以程序需要當前的電壓電流信息與預設 值進行比較，再對 PWM 波的占空比進行控制。具體的控制策略如下表 4.1 所示。

	電流	電壓	PWM
條件	>2A	>24V	+10
		<=24V	-10
	<=2A	>24V	-10
		<=24V	-10

在主程序中，我們主要處理一些不涉及到與時鐘周期會產生矛盾的數據，比如 對之前測得的數據進行累加并取平均值（這是因為有時候可能因為突發事故測量到 錯誤的數據，累加取平均能使這種誤差變�。�，顯示這些數值，以及按鍵的檢測。

會降低；按下 K2 的話，就能控制開關管驅動電路的工作，而開關管的工作狀態決定 了整個電路的工作狀態。圖 4.3 是按鍵程序的流程框圖 。

端口，可能會導致端口不夠用。所以想到用一個端口，采用中斷的方式對我們需要 的信息進行采集，分時段進行不同的工作。而且我們還要實時的檢測采得的數據并 且對輸出做出調整，手段就是控制 PWM，所以我們還要在中斷程序中加入對 PWM 波的占空比增加還是減少寫判斷語句。

本章通過論述，決定采用 C 語言編寫程序，并且給出了程序的設計框圖。針對 按鍵掃描程序給出了詳細的流程框圖�？紤]到單片機的接口比較少，所以必須采用 中斷程序來采集題目要求中的三個模擬量，對此，也給出了較為詳細的流程框圖， 且附上了關鍵程序。詳細完整程序，見附錄 B。

5系統測試

（1）在充電模式下的輸出電流，液晶屏上顯示的電流值應與電流表上顯示的數值相 差在 5%的范圍內，且在 1.0 到 2.0A 步進可調，步進電流最大為 0.05A。

（2）電流變化率，設定輸出電流值，調整輸入電壓，其輸出電流隨輸入電壓的變 化。它體現了電子產品的穩定性能的好壞，電流變化率的數值應越小越好。

5.2.3 測試步驟 第一步：先接上輔助電源，此時板上的液晶亮起； 第二步：接輸出電源，此時顯示輸入電壓。接入電池，此時顯示輸出電壓；如

第三步：按 k1，顯示 ON，表示開始充電，看有沒有輸出電流顯示。如果沒有，多 按幾次。（OF 表示關閉充電），如圖 5.4 。

設置電流	1.00	1.05	1.10	1.20	1.25	1.30	1.35	1.40	1.45	1.50
實測電流	1.02	1.07	1.12	1.21	1.26	1.32	1.36	1,42	1.46	1.51
設置電流	1.55	1.60	1.65	1.70	1.75	1.80	1.85	1.90	1.95	2.00
實測電流	1.57	1.62	1.67	1.71	1.79	1.82	1.89	1.92	1.96	2.00

圖 5.6 調整輸入電壓，輸出電流的變化 輸入電壓與輸入電流關系如表 5.2 所示。

U2	24	25	26	27	28	29	30	31
I1	2.00	2.00	1.99	2.01	2.00	2.00	2.01	2.01

I1=2A（S）， U2=30V	輸入電壓（U2）	輸入電流（I2）	輸出電壓（U1）	輸出電流（I1）
數值	31	1.38	20．1	2.01
充電功率%	94

	輸入電壓	輸入電流	輸出電壓	輸出電流
數值	14.5	2.14	30	0.97
放電功率%	93.7

測試的結果顯示，本設計較好的完成了各項指標，但是在放電效率這點上沒有 做到指標。在控制精度，步進值比預設要求更精細；充電效率滿足設計的要求�？� 體來說,功能比較完善,是符合分析結果的作品。

結論

本次設計采用自帶脈沖寬度調制信號的 STC12C5A60S2 單片機發生 47KHZ 的 PWM 信號，通過半橋驅動器 IR2104 控制同步整流的升降壓電路。單片機能實時檢 測電流電壓數值，并通過其自帶的 10 位 ADC 反饋到片子內部進行處理。當按鍵設 定在放電狀態時，同步整流電路為 BUCK 狀態,能輸出 1.0~2.0A，0.05A 步進電流， 形成電流電壓閉環控制系統。當按鍵設定在充電狀態時，同步整流電路為 BOOST 狀 態,能輸出 30V 電壓。

根據測試，同步 BUCK 效率為 94%。具有充電過壓保護功能。 本設計比較順利地完成了各項指標，主要有以下幾點：

3）可以手動調節變換器的輸出，以滿足不同的生產需求。 不足之處：

1）輸出的紋波仍然較大，如果采用更大的電感，匹配更加合適的電容，應該可 以把紋波降低到更小的水平。

首先我要感謝我的指導導師，朱老師。（這么亂七八糟的論文，讓我有點不好 意思打出她名字）這個人是我生平遇見過為數不多充滿人格魅力的人。她為人真 誠，幾乎認真對待每一個人；她精力充沛，除了處理平時繁雜的教學任務，她還是 一個毛小孩的媽，仿佛有無盡的精力。她節儉，但對學生卻很慷慨，我和一哥們不 知道到她那兒訛了多少頓飯。她耐心，為了我這篇論文能順利通過，她不厭其煩地 語音我近百條修改意見，雖然我還是沒修改好。對不起啊，我好羞愧。

然后感謝大學陪我一起上課，一起去實驗室，一起報班輔導的老徐。這個人， 喜歡熬夜，痘痘很多，脾氣也很古怪。很難想象兩個脾氣古怪的人相處在一起會有 什么樣的結果�，F在看來，結果還不賴。我們一起參加了電子設計大賽（我劃 水），雖然沒拿獎，但是記憶像刀一樣刻進了腦子里。一起備戰考研，他成功被西 安的高校錄取，我為他高興，轉頭就把女朋友送的鍵盤給他了。雖然有點舍不得， 但是我真的高興啊。還有今天，為了修改我的論文，他又陪了我整整一天。說不出 的感激。

最后還是想感謝一下已經分手的女朋友，不知道謝什么，好像因為她，我有長 進一些。