基于单片机控制的单端正激双向DC／DC变换器

4 系统仿真分析
这里采用PSPICE对系统主电路进行仿真。仿真参数为：输入电压400 V，输出电压2 V，电感14．2 μH，电容9 900 μF，开关频率55 kHz，变压器变比170：3，最大占空比0．4，负载电阻1 kΩ，图6示出仿真波形。

图6a中自上至下分别为能量正向流动时V1～V3驱动电压及反向流动时V2，V3驱动电压波形。可见，能量正向流动时，ugV1与ugV2同步产生，ugV2与ugV3形成互补，并加有死区时间；反向流动时，V2和V3交替导通以保证能量正常传输，两者也有重叠导通的时间来保证电流完成必要的换流。
图6b为能量正向流动时DC／DC变换器的输出电压Uo及能量反向流动时输出电流Io波形。可见，系统电压动态响应较好，实现了从400～2 V的能量转换。当变换器反向工作时，蓄电池的输出电流保持恒定，纹波较小，电感设计较为准确。

5 实验分析
实验样机主要元件选型和参数如下：V1根据输入电压为400 V等工作条件，采用型号为IXFN100N50P的功率MOSFET；V2，V3采用专门用于同步整流的MOSFET管IRL3803；储能电感L=14．2 μH；输出滤波电容为9 900 μF；负载为蓄电池。实验结果如图7所示。图7a为给蓄电池充电时V2和V3的PWM驱动波形。由于此时V1与V2同步，因此可较明显看出两路驱动信号形成互补，并有死区，与理论分析完全吻合。图7b为能量反向流动时V2和V3的PWM驱动波形，此时V1不工作。由实验波形可见，开关频率近似为55 kHz，PWM的占空比近似为0．4，实现了能量的双向流动。

6 结论
详细介绍了一种基于单片机控制的双向升降压DC／DC变换器设计方案。通过仿真和实验分析，验证了该变换器方案的可行性，工作安全可靠且具有良好的电源特性。整个系统成本低，且采用全数字控制，硬件设计简单，可靠性较高，故对于需要能量双向流动控制的场合应用较方便。