基于LT8705的雙向DC—DC變換器

[摘 要]本文研究的是以LT8705的為核心的高性能雙向DC-DC變換器?？蓪挿秶妷狠斎?，穩(wěn)定的大電壓輸出，實現(xiàn)對電流的檢測以及精確的步進和過充保護等功能。該變換器包含Buck-Boost升降壓模塊，電流檢測單元，過充保護單元，液晶顯示單元等。實驗測試下性能表現(xiàn)優(yōu)異，滿足設計要求。

[關鍵詞]雙向DC/DC變換器；Buck充電模式；Boost放電模式；電流檢測

一、系統(tǒng)方案

雙向DC-DC變換器是典型的“一機兩用”設備，可實現(xiàn)能量的雙向傳輸，所以在需要能量雙向流動的場合，雙向DC/DC變換器的應用可大幅度減輕系統(tǒng)的體積、重量和成本，有著重要的研究價值。但寬輸入輸出的雙向升降壓電源設計難度較大，也不易控制，研發(fā)較少。這里設計并制作用于電池儲能裝置的雙向DC-DC變換器，實現(xiàn)電池的充放電功能。在充電模式下，保證恒流充電并使電流能夠步進可調(diào)，能夠測量并顯示充電電流以及實現(xiàn)過充保護功能。在放電模式下，提高效率，并能夠在自動的在充放電中切換。設計的輸入電壓在24至36V變化，充電電流在1至2A內(nèi)變化，當電流在2A，輸出電壓超過24±0.5V時，通過繼電器設備保護電路。該變換器能承受高電壓，大電流，能在多種場合中起到重要作用！

本文設計系統(tǒng)主要由BUCK-BOOST升降壓模塊、電流電壓檢測模塊、液晶屏顯示模塊、電源模塊組成。LT8705是一款高性能的降壓-升壓模塊。輸入電壓范圍可在2.8至80V調(diào)節(jié)，輸出電壓也能在1.3至80V之間變化，可以實現(xiàn)同步整流功能，輸出電流調(diào)節(jié)容易，效率最高可達到98%。采用基于ACS712的電流檢測模塊。ACS 712的全溫度范圍的精度為±1.5%，在25～85℃時，精度特性更好。輸入與輸出之間的響應時間為5us。帶寬為80KHz，通過調(diào)整濾波腳與地之間的濾波電容，可根據(jù)需求來調(diào)整噪聲與帶寬的關系，電容取值大，帶寬小，噪聲小?？刂撇捎肧TM32單片機，端口多，處理效率高，性價比高。

二、系統(tǒng)理論分析與計算

（一）BUCK-BOOST升降壓的分析

1.主控制環(huán)路

LT8705是一款電流模式控制器，其可提供一個高于，等于或低于輸入電壓的輸出電壓LTC 專有的拓撲和控制架構在降壓或升壓模式中采用了同一個電流檢測電阻 （RSENSE）。電感電流受控于 VC 引腳上的電壓。在把輸出調(diào)節(jié)至一個恒定電壓的最簡單形式中，F(xiàn)BOUT引腳接收輸出電壓反饋信號，並由 EA4 將其與內(nèi)部基準電壓加以比較。低輸出電壓將產(chǎn)生一個較高的VC電壓，因而將有更多的電流流入輸出端。相反，較高的輸出電壓將導致VC下降，從而減小流入輸出端的電流。

2.電壓調(diào)節(jié)環(huán)路

LT8705提供了兩個恒定電壓調(diào)節(jié)環(huán)路，一個用于輸出電壓，一個用于輸入電壓。接在VOUT，F(xiàn)BOUT和GND之間的分壓電阻負責檢測輸出電壓。當FBOUT上升至接近或等于EA4的基準電壓時，降低Vc電壓以操控電流的大小，從而使VOUT被調(diào)節(jié)至期望的電壓。

3.電流監(jiān)視和調(diào)節(jié)

LT8705提供了兩個恒定電流調(diào)節(jié)環(huán)路，一個用于輸出電流，一個用于輸入電流。CSPIN和CSNIN檢測輸入電容附件的檢測電阻上之電壓來監(jiān)視輸入電流。使一個與檢測電壓成線性比例的電流流出IMON_IN引腳并進入一個外部電阻，產(chǎn)生的電壓Vimon_IN與輸入電流成線性比例。同樣，CSPOUT和CSNOUT檢測輸出電容附近檢測電阻上的電壓來監(jiān)視輸出電流，并產(chǎn)生一個與輸出電流成線性比例關系的電壓Vimon_OUT。