一種用于電池儲能裝置的雙向dc-dc變換器的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型設及雙向DC-DC變換器，具體是一種用于電池儲能裝置的雙向DC-DC變 換器。
【背景技術】
[0002] 隨著分布式電源系統應用的普及推廣W及電池供電移動式電子設備的飛速發展， 電源系統中需用的DC/DC電源模塊越來越多，對其性能、功率密度、轉換效率等要求也越來 越高，而運才能提高其平均無故障工作時間進而提高可靠性。因此如何開發設計出更高功 率密度、更高轉換效率、更低成本、更高性能的DC/DC轉換器始終是近二十年來電力電子技 術工程師追求的目標。例如：二十年前Lucent公司開發出第一個半磚DC/D別寸，其輸出功率 才30W，效率只有78%。
[0003] -般為了縮小DC/DC變換器的體積，提高功率密度，首先從大幅度提高開關電源的 工作頻率做起，但運種努力結果是大幅度縮小了體積，卻降低了效率。發熱增多，體積縮小， 難過高溫關。因為當時MOSFET的開關速度還不夠快，大幅提高頻率使MOSFET的開關損耗、驅 動損耗大幅度增加。
[0004] 雙向DC/DC變換器是可雙象限運行的直流-直流變換器，能夠根據實際需要調節能 量的流動方向，在功能上相當于兩個單向直流-直流變換器。隨著科學技術的發展，對雙向 DC/DC變換器的需求逐漸增多，主要有直流不停電電源系統、航天電源系統、電動汽車等應 用場合。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的體積、 重量和成本。本發明具有轉換效率高達92%，體積小，重量輕至210g，智能切換充放電模式， 過充、過流保護，還有高精度的電流、電壓步進調節，步進值小達0.0IA，步進值還可W任意 設定，步進值穩定等功能。 【實用新型內容】
[0005] 為了解決上述問題，本實用新型提供一種用于電池儲能裝置的雙向DC-DC變換器， 該轉換器可實現電池的充放電功能，其模式可由按鍵設定，對電池組升壓W達到大功率輸 出；對直流穩壓電源降壓W達到對電池高效率充電，實現雙向放電、充電，利用 STC12C5A60S2單片機作為主控和核屯、計算，通過AD采集模塊采集電路的各種參數反饋給主 控處理并發出反應，借助DA調節模塊、按鍵模塊輸出調節電路電流與電壓，保證電源電路有 高效率的輸出。
[0006] 實現本實用新型目的的技術方案為：
[0007] -種用于電池儲能裝置的雙向DC-DC變換器，包括控制模塊、運放模塊、按鍵模塊、 升降壓模塊、AD采集模塊、DA調節模塊、光禪模塊、顯示模塊和輔助電源模塊;AD采集模塊、 DA調節模塊、按鍵模塊、光禪模塊與控制模塊連接，控制模塊、顯示模塊和輔助電源模塊連 接，運放模塊與升降壓模塊連接，升降壓模塊通過運放模塊與AD采集模塊、DA調節模塊連 接。
[000引進一步地，所述控制模塊中包括單片機，單片機的型號為STC12C5A60S2。
[0009] 進一步地，所述按鍵模塊設置有5個按鍵，分別為1(2，1(3，1(4，1(5，1(6，其中1(2、1(3控制 電流調節，其中K2、K3控制電流調節，K4控制電壓與電流的步進值大小，K5調節模式切換，K6 控制重啟復位電路。
[0010] 進一步地，所述升降壓模塊中升壓電路中的忍片為化6009集成忍片，輸入電壓范 圍為3.5V-30V，輸出電壓范圍為4.0V-30V，開關頻率400K化，內置的二極管為肖特基二極 管。
[0011] 進一步地，所述降壓電路中忍片為LM2596集成忍片，輸入電壓范圍為3.5V-30V，輸 出直3.5V-30V電壓連續可調，最大輸出電流為3A，開關頻率為ISOIfflz。
[0012] 進一步地，所述AD采集模塊中的轉換器為12位、八通道低功耗串行A/D轉換器 MCP3208。
[0013] 進一步地，所述DA調節模塊中的轉換器為12位、二通道輸出低功耗串行D/A轉換器 MCP4922。
[0014] 進一步地，所述顯示模塊中的顯示屏為LCD12864液晶屏。
[0015] 控制模塊作為整個系統的主控部分，AD采集模塊采集運放模塊所放大升降壓模塊 的電壓或電流信號反饋到單片機，按鍵模塊鍵控步進調節電壓或電流，單片機控制DA模塊 電壓輸出轉換器輸出小電壓，另外把輸出小電壓經過運放模塊與升降壓模塊反饋電壓形成 一積分反饋調節電路實現對電壓電流調節，即AD、DA模塊是通過運放模塊控制升降壓模塊； 若電路中的電流大于設定值時，單片機通過光禪控制模塊控制電路是否工作，實現過充過 流保護，顯示模塊可W實時顯示電路中的各項參數顯得更加直觀可靠，輔助電源給單片機 模塊，AD采集、DA調節模塊供電。
[0016] 本實用新型的優點:本實用新型的雙向DC-DC變換器采用集成忍片做成的升壓、降 壓電路，外圍電路簡單，通過電流可達3A，易受單片機控制，功耗小，效率高。所采用的主控 忍片STC12C5A60S2單片機是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼、管 腳完全兼容傳統8051，速度比傳統8051單片機快8-12倍，程序編寫簡單易懂，顯而易見，運 種單片機對開發設備的要求很低，開發時間也大大縮短。寫入單片機內的程序還可W進行 加密，成本降低。采用MCP4922電壓輸出數模轉換器調節電壓、電流的可控步進值精度高、穩 定性好，電流步進精度值可達0.0 lA;具有過流、過充保護功能，實現設定電壓自動切換充電 放電模式功能;且本發明質量輕，體積小，功率大，易于集成。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本實用新型的結構框圖；
[0018] 圖2為本實用新型中運放模塊的基本電路圖；
[0019] 圖3為本實用新型中按鍵基本電路圖；
[0020] 圖4為本實用新型中光禪控制模炔基本電路圖；
[0021 ]圖5為本實用新型中輔助電源基本電路圖；
[0022]圖6為本實用新型的程序流程圖。
【具體實施方式】
[0023] 如圖I，一種用于電池儲能裝置的雙向DC-DC變換器，包括控制模塊、運放模塊、按 鍵模塊、升降壓模塊、AD采集模塊、DA調節模塊、光禪模塊、顯示模塊和輔助電源模塊;AD采 集模塊、DA調節模塊、按鍵模塊、光禪模塊與控制模塊連接，控制模塊、顯示模塊和輔助電源 模塊連接，運放模塊與升降壓模塊連接，升降壓模塊通過運放模塊與AD采集模塊、DA調節模 塊連接。
[0024] 控制模塊采用STC12C5A60S2單片機作為主控忍片，主要用于控制升壓忍片和降壓 忍片處于工作或不工作狀態，AD數據采集和DA輸出調節電路的電壓、電流的大小，計算并通 過LCD12864液晶屏顯示出來;單片機直接控制按鍵模塊，當指定的按鍵按下，將執行相應的 指令，如電流步進、電壓調節或切換模式，經運放調節主回路的電壓、電流參數。當按鍵K5按 下一次即切換充電放電模式，降壓忍片工作，第二次按下即放電模式開啟，升壓忍片工作； 還具有過充保護，當AD采集回來的電壓高于24V±0.5V就停止充電。保證整個電路處于正常 工作狀態。
[0025] 運放模塊選用OP1177運放做成積分電路作為積分反饋環節，分別對電路的電壓、 電流進行調節;做差分放大電路對電流信號進行放大，方便采集，運放模塊電路圖如圖2所 /J、- O
[0026] 按鍵模塊共設置了 5個按鍵，分別為分別為1(2、1(3、1(4、1(5和1(6，1(