双向DCDC变换器
摘要以FPGA和TM4C123G为控制核心，设计制作了双向DCDC变换器。本系统主要包括BuckBoost双向DCDC变换电路、电压电流采样电路和辅助电源电路等，其中以BuckBoost变换电路为核心，完成锂电池组的充、放电，采用闭环反馈系统，实时监测锂电池组的电压、电流，经过PID调节，控制输出PWM波，从而控制BuckBoost变换电路。经测试，变换器可实现恒流充电，且充电电流在12A内可调，步进值可设定，电流控制精度eic012，测量精度em0192，变换器充电效率19854，放电效率29799，且系统具有过充保护功能，阈值电压U1th240032V，能自动转换工作模式并保持U2300010V。经称量，双向DCDC变换器、测控电路与辅助电源三部分总重量为368g。此外，系统可识别充电、放电两种模式，并实时显示充、放电的电流与电压，人机交互性良好。关键词：BDC；锂电池；PWM；PID；过充保护
f1方案论证
11方案比较与选择
111双向DCDC主回路方案一：非隔离式BuckBoostBDCBuck变换器和Boost变换器的二极管换成双向开关后具有同样的结构，构成
BuckBoostBDC，图1为其拓扑结构。在BuckBoostBDC中，由于S1和S2均可流通双向电流，因此电感L中的电流一直保持连续状态。当电感电流恒大于零时，能量由Vb流向Vo，是Boost变换器，锂电池放电；当电感电流恒小于零时，能量由Vo流向Vb，是Buck变换器，锂电池充电。
图1非隔离式BuckBoostBDC拓扑结构
方案二：隔离式BuckBoostBDC非隔离式BuckBoostBDC中插入高频变压器便构成隔离式BuckBoostBDC。图2为其拓扑结构。其高频逆变整流和高频整流逆变单元可以由半桥、全桥、推挽等电路构成，方案较多，设计电路比较灵活。
图2隔离式BuckBoostBDC拓扑结构
分析：方案二存在升压启动和开关管电压尖峰问题，电路结构较复杂，方案一控制方便，电路结构简单，故选择方案一。112PWM波控制方案
方案一：TL494是一种固定频率脉宽调制器，集成了全部的脉宽调制电路。片内置线性锯齿波振荡器、误差放大器、5V参考基准电压源、功率晶体管，仅有两个外置振荡元件，内置可调整死区时间。通过控制信号与CT上的正锯齿波比较，来控制PWM波的占空比。实际电路中，可通过FPGA控制DAC的输出电压来作为TL494的外部控制信号，实现对TL494输出PWM波占空比的控制。
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f方案二：由FPGA同时产生两路相位差为180的PWM波，占空比和死区时间由FPGA设定，控制方法易于实现，且具有很高的灵活性。
分析：方案一输出PWM波精度较高，但需DAC对其进r