题目分析

双向DC-DC变换器（A题）.pdf

基本要求

接通 S1、S3，断开 S2，将装置设定为充电模式。

1、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%。

如何实现这个目标呢？你可能想的非常简单，只需要一个简单的PID控制就行了，但在实际过程中，你会发现有点小问题，就是电流的控制精度不稳，会上下跳动，很难符合要求。

问题的解决办法：使用双PID控制，前一个PID的输出作为后一个PID的目标值，实现一个PID的串联。比如我的代码中就使用两个采样，采样I1和U1的值，使得I1最终控制在了2A，控制精度小于5%。

电流实现步进可调

解决方法：用中断触发，比如我用key0去减小target的值，因为中断一定能触发，所以就能修改，如果放在main函数中可能会出现触发不了的状况。

2、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%。

没什么好说的，注意设置输出占空比的上限，上限低了会导致电流不会到2A。

3、设定 I1=2A，在 U2=30V 条件下，变换器的效率≥90% 。

算效率，我不想提了，我做出了的效率是94%多。

4、测量并显示充电电流 I1，在 I1=1~2A 范围内测量精度不低于 2%。

用一些OLED函数，结束。

5、具有过充保护功能：设定 I1=2A，当 U1 超过阈值 U1th=24±0.5V 时，停止充电

这个比较巧妙，我当时想的是采样U1到24v时，输出占空比为0，即不输出PWM波，但这时会导致电路出现问题，会导致电池部分短路，产生大电流，直接烧起来。

这时候可以在电路中加一个继电器，当U1超过时，关闭PWM并用继电器断开电路，这样就成功了。

我的代码中没有写，因为当时测试的时候没用到，用的保险丝，没注意这个

发挥部分

1、断开 S1、接通 S2，将装置设定为放电模式，保持 U2=30±0.5V，此时变换器效率≥95%。

算效率，过。

2、接通 S1、S2，断开 S3，调整直流稳压电源输出电压，使 Us 在 32~38V 范围内变化时，双向 DC-DC 电路能够自动转换工作模式并保持 U2=30±0.5V。

当时我和队友被这个题目迷惑了，以为要在BUCK和BOOST模式中转换，实际上不需要。

只需要控制BOOST始终保持U2等于30V就行，直流稳压电源只是一个干扰项，所以这个题目并不是太难。

3、在满足要求的前提下简化结构、减轻重量，使双向 DC-DC 变换器、测控电路与辅助电源三部分的总重量不大于 500g。

总重小点，简单。

电路部分

双向DC-DC

辅助电源

建议去淘宝买成品模块

为什么需要辅助电源？

因为到时候只有一个电源输出，就是30V左右，而单片机需要5V供电，芯片需要12V和5V供电，所以需要一个辅助电源模块。注：下面左边的端子输出5V，右边输出3.3V，上靠右的输出12V。

测试的视频因为我的文件比较大我将上传到B站，注意我的PCB文件中BOM表不吻合，请按原理图购买，封装和数值都对应即可，代码文件请参考附件。