用arm和FPGA实现两相交错式双向DC/DC 变换器的仿真与设计，包括MATLAB电路仿真，硬件设计和软件设计

【2015年】电赛——双向DC-DC变换器（原理图+PCB源文件+源代码+论文）完成了以下指标： U2=30V 条件下，实现对电池恒流充电。 充电电流 I1 在 1~2A 范围内步进可调，步 进值不大于 0.1A， 电流控制精度不低于 5%。 （步进0.05A 符合） 设定 I1=2A， 调整直流稳压电源输出电压，使 U2 在 24~36V 范围内变化时，要求 充电电流 I1 的变化率不大于 1%。 （实测 0.8%） .......

本设计以双向半桥电路为主拓扑结构，以单片机最小系统板为控制核心，协调各个模块工作以实现题设功能。电路分为主电路拓扑模块、控制模块、PWM控制信号驱动模块、辅助电源模块、电压电流采样模块。主电路采用双向半桥电路；控制模块使用单片机STM32F103ZET6的PWM输出端口产生PWM信号，PWM信号IR2109模块产生互补的PWM驱动电平，通过其内部A/D端口采集电压、电流信号，通过程序PID算法进行控制；电压信号经分压采样送入单片机，电流采样模块通过滤波差分放大芯片INA270将电流信号转换为电压信号，处理之后送与单片机，实现过充保护功能。按键控制整个系统的充放电模式改变。

电动汽车用双向DC-DC变换器最优效率控制研究.pdf

本设计是基于STM32F334 数字电源开发板设计，高效同步buck，boost，buck-boost双向DC-DC转换器，支持恒压恒流供电。STM32F334xx 微控制器具有高分辨率定时器 （ HRTIM）外设，可产生多达 10 个信号，能够处理用于控制、同步或保护的各种不同输入信号。其模块化架构允许对大部分转换拓扑和多并联转换器进行处理，并可在运行中重新配置它们。 STM32F334 的HRTIM功能可以产生互补等各PWM波形，该定时器最大计数频率高达4.608G，时间控制精度高达217ps。笔者参考STM32F334设计手册，完成了高精度PID的数字电源。buck，boost，buck-boost均为同步整流技术，输入输出LC滤波，使得重载/轻载纹波均低于100mV，PID响应环路小于10us。STM32F334 数字电源开发板电路功能如下: STC15 PID 数字电源 BUCK/BOOST同步整流开发板视频链接: https://v.youku.com/v_show/id_XMzMzOTA4NzM5Ng==.htm... STM32 PID 数字电源 BUCK/BOOST同步整流开发板视频链接: https://v.youku.com/v_show/id_XMzMzOTM2MjQwOA==.htm... STM32 PID 数字电源 BUCK-BOOST升降压同步整流开发板视频链接: https://v.youku.com/v_show/id_XMzMzOTA4NzUyMA==.htm... 淘宝链接: https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z38n.106770... https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z38n.106770... https://item.taobao.com/item.htm?spm=2013.1.201410... BUCK开发版基本电气 输入端口为A端口 指标输入电压:10~55V，输出电压:5~50V 电流:在良好的散热条件下，最大电流不超过6A 功率:在良好的散热条件下，最大功率不超过200w 高效率设计，支持的最大效率最大96% 输出纹波:LC滤波，低纹波 散热情况:100W无需要散热片；100W以上，需要良好的散热条件 调压调流方式:UART控制，写入相应的格式进行调压调流。或通过按键 进行调整。 显示窗口:IIC OLED12864 与电脑串口软件。 Boost开发版基本电气 指标输入电压:10~55V，输出电压:12-60V 电流:在良好的散热条件下，最大电流不超过6A 功率:在良好的散热条件下，最大功率不超过200w 高效率设计，支持的最大效率超过97% 输出纹波:LC滤波，低纹波 支持串口调压调流，PID算法，良好的响应时间。过压过流打嗝保护。 散热情况:100W无需要散热片；100W以上，需要良好的散热条件。 调压调流方式:UART控制，写入相应的格式进行调压调流。或通过按键 进行调整。 显示窗口:IIC OLED12864 与电脑串口软件。 Buck-Boost升降压开发版基本电气 指标输入电压:10~55V，输出电压:5~50V，无缝切换，但是尽量避免切换点 电流:在良好的散热条件下，最大电流不超过6A 功率:在良好的散热条件下，最大功率不超过150w 高效率设计，支持的最大效率超过 BUCK 最大92%，Boost 最大93%，如果加入防反接设计，效率会偏低2-3%个点。 输出纹波:LC滤波，低纹波 支持串口调压调流，PID算法，响应时间较差，使用于蓄电池充电。过压过流打嗝保护。 散热情况:100W无需要散热片；100W以上，需要良好的散热条件。 调压调流方式: UART控制，写入相应的格式进行调压调流。或通过按键进行调整。 显示窗口:IIC OLED12864 与电脑串口软件。 STM32开发板综述: STC15 开发板综述: 在 STM32 微控制器中， STM32F334xx 产品的目标市场是需要高度精确计时数字信号、尤其是数字功率转换应用的细分市场。包括:数字电源；照明；不间断电源；太阳能逆变器；无线充电器等。

名称: 非隔离双向DC/DC转换器 描述: 本设计实现了一个非隔离双向降压升压功率转换器，适合于太阳能微转换器、数字电源和电池充放电应用。最大亮点是可实现功率双向流动，即功率能从输入端流入输出端，也可以从输出端流向输入端，这个功能在电池应用上很有作用，因为在一个功率电路上实现和充放电功能，这也是未来发展方向，在新能源上应用广泛。 特性: BUCK-BOOST拓扑结构，升降压转换器 输入电压:10~80V，输出电压:5~80V 电流:8A 功率:300w 高效率设计，支持的最大效率超过 95% 250 KHz 快速开关频率支持更小的无源组件，从而减小电路板面积并延长寿命。 三个满足各种应用场合的控制模式:1) 输出电压控制 2) MPPT 控制（输入电流控制）3) 反向电流控制。 C2000:trade_mark: Piccolo:trade_mark: TMS320F28069 微控制器实现该转换器的控制。 硬件构成: 300w功率板 c2000 TMS320F28069系统卡 应用场合: 1）数字电源，可升可降的DC/DC转换器 2）太阳能储能发电，太阳能MPPT控制器 3）电池充放电设备，可实现充放电于一体

双向DC-DC变换器（A题）

2017年全国大学生电子设计竞赛将在8月中旬拉开帷幕，8月2日瑞萨配合组委会及专家组公布了2017年全国大学生电子设计竞赛仪器和主要元器件清单，如今参数者们正如火如荼地准备中，作为2017年的参数者，看着清单猜题环节已经进行中，本组押宝押了几题，希望能中，嘿嘿！ 下面这个资料是15年参赛老司机提供给我们组的，如今借助电路城平台分享给大家，希望大家在此次大赛中共同进步成长。 2015年全国大学生电子设计竞赛论文1—数字频率计（F题） 数字频率计是数字测量技术中的一个典型应用，虽然一些数字频率计的功能复杂，但是使用起来简单方便，符合时代发展，具有实用功能。本设计与以往单一设计不同，实现了软件硬件应用同步。以单片机DSP为核心，应用单片机的算术运算和控制功能结合可变增益放大器、整形以及时基电路，并运用LCD1602将所测数据显示出来。系统简单理解，操作方便。既保证了系统的测量精度又让系统具有实用性。在满足了电赛基本要求以外，在发挥部分也有一定提高。 2015年全国大学生电子设计竞赛论文2—数字频率计（F题） 数字频率计是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器，因其测量精度高、速度快、操作简便、数字显示等特点被广泛应用于航天、电子、测控等领域。本设计便是按照题目的要求设计了一款基于单片机自动分频的高精度多功能数字频率计，在测量频率的同时还可以实现周期、占空比以及两路同频信号的时间间隔的测量任务。该数字频率计以STM32为主控器，将输入信号依次通过放大、整形和分频模块处理后再进行测量，为了满足不同频率和电压的输入信号的测量任务，我们在放大电路和整形电路之间加上了钳位电路，用于稳定电压值，最后的测量结果采用液晶显示的形式输出，给使用者更加方便快捷的使用体验。通过实际测试，该数字频率计具有反应快、精度高、操作也非常人性化、而且应用范围广、带宽大以及成本低廉、小巧方便等优点。 2015年全国大学生电子设计竞赛论文3—数字频率计（F题） 本文设计的是一款基于STM32单片机的数字频率计，它具有电路结构简单、成本低、测量方便、精度较高等特点。数字频率计的电路是由信号运放整形、信号分频、单片机控制及显示模块等部分组成，利用单片机的定时器捕获/比较模式测量频率,从而实现对周期信号的频率、时间间隔、占空比的测量，结果在LCD1602液晶显示器上显示，并通过软件设置来提高测量的精度。通过对测量结果的对比, 分析测量误差来源, 提出减小误差应采取的措施。该数字频率计实现了单片频率计、频率采样、与单片微机三者之间与软件接口，使得测频量程的选择、频率数据的测量、采样以及编码的边境转换和数据的转换存储均可通过单片微机的软件编程自动进行，实现测频与采样工作的智能化。 2015年全国大学生电子设计竞赛论文4—数字频率计（F题） 数字频率计主要由钳位放大，整形，程控分频，控制和液晶显示等模块组成，可准确测量信号频率周期、占空比和双路信号时间间隔，并可自动根据不同数量级显示单位。数字频率计利用钳位放大模块高速高精度放大被测信号；整形模块对信号进行高精度整形；程控分频模块自动对不同数量级频率分频，提高测量精度；基于STM32的控制模块对频率、周期、占空比，以及双路信号时间间隔进行计算，并通过液晶显示模块显示在液晶屏上。它具有高精度的特点，频率范围在1Hz~20MHz时，所测频率和周期的精度可达10-4以上，；频率范围在20MHz~100MHz时，所测频率和周期的精度可达10-2以上。测量双路信号时间间隔的精度可达10-2以上。测量信号占空比的精度可达10-2以上。此外，它还具有体积小，刷新速度快（1.5s），显示数据稳定等优势。 2015年全国大学生电子设计竞赛论文1—风力摆控制系统（B题） 该作品采用STM32单片机作为主控芯片，MPU6050作为姿态采集模块,LCD12864作为液晶显示模块，和风力摆机械结构组成闭环控制系统。风力摆由万向节连接碳杆再连接风机组成。位于碳杆最下方的姿态采集模块不断采集风力摆当前姿态角，并将数据返回给单片机。本系统实现了风力摆在仅受轴流风机为动力控制下快速起摆、画线、画圆、恢复静止的功能，并且受风力影响后能快速恢复画圆状态。另外，本系统具有良好的人机交互界面，各参数及测试模块可由按键输入并通过液晶显示，智能性好，反应速度快。 2015年全国大学生电子设计竞赛论文2—风力摆控制系统（B题） 该系统采用瑞萨RL78/G13开发套件为核心控制板，对从MPU-6050芯片读取到的一系列数据进行的滤波和分析，并通过在无风状态下的大规模数据采样记录系统期望摆角与期望摆角下取得的速度，对数据进行分析处理。然后单片机根据所采集来的角度变化和电机速度反馈环，采用自适应算法算出风摆此时转动的角度，通过三维坐标系变换，使风摆的摆幅倾斜角度满足风机对风摆的

双向DC-DC的PCB

双向DC-DC主电路-20210730A.SchDoc