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用于锂电池化成系统的桥式DC/DC变换器2 1引言3
2 双向H桥DC/DC变换器拓扑分析4
2.1 双向DC/DC变换器4
2.2 双向H桥DC/DC变换器结构分析4 2.2 双向H桥DC/DC变换器工作状态分析5
2.2.1 正向工作状态模型分析5 2.2.2 反向工作状态模型分析8
3 硬件电路分析设计11
3.1 器件参数选择分析11
3.1.1 主开关管的选择11 3.1.2 滤波电感参数的计算11 3.2 硬件电路分析设计12
3.2.1 驱动电路分析设计12
4 系统结构与控制19
4.1 系统结构19 4.2 控制系统结构19
4.3 DC/DC变换器控制方法20
4.3.1 电压控制模式21 4.3.2 电流控制模式21 4.4 软件设计22
5 实验调试与结果分析23
5.1 实验平台搭建23 5.2 样机调试24
5.2.1 供电电源调试24 5.2.2 驱动信号调试25
5.2.3 单片机程序，VB工程调试26 5.2.4 保护与采样电路测试26 5.2.4 开环、闭环测试29 5.3 小结31
6 总结32 7 谢辞33 参考文献33
总结
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用于锂电池化成系统的桥式DC/DC变换器
摘要：随着锂电池在生活中各个方面的广泛普及，锂电池在生产过程中重要的化成环节逐渐成为关注的焦点。本文主要设计介绍了使用于锂电池化成系统的桥式变换器部分，包含计算机监控、DC/DC双向变换器。双向DC/DC变换器通过调节MOSFET的占空比，实现对锂电池的智能充放电。本文对双向DC/DC变换器的工作原理进行了分析，并通过样机对预期功能进行验证。
关键字：电池化成；双向DC/DC变换器；实验分析
Abstract：As the lithium battery bees more and more popular in every aspects of our life, battery formation, a critical process in battery production, draws plenty of attention. This paper introduces a full bridge converter, which used in a formation energy feedback system of lithium battery, including a PC monitor and a DC/DC bi-directional converter. The bi-directional DC/DC converter system can realize the intelligent charging and discharging of the lithium batteries by adjusting the duty ratio of MOSFET. The working principle of DC/DC bi-converter was analyzed, and the experimental prototype function was validated through experiments.
Keywords: battery formation; DC/DC bi-directional converter;experimental analysis
总结
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1引言
进如21世纪以来，随着环境问题、能源问题与社会发展问题的矛盾日益突出，发展节能减排的绿色经济以成为全社会关注的焦点。蓄电池作为能量储存的主要装置，以成为社会生活中不可或缺的一部分，需求量逐年增长，其中锂电池以其能量密度高，寿命长，放电电压稳定，污染小，质量轻，自放电小，循环寿命长等优点，逐渐取代传统的铅酸、镍镉电池，成为市场的新宠儿。故锂电池的广泛发展很好地符合绿色经济的要求，缓解环境和能源的压力。在锂电池生产过程中必须要经过电池化成这一工序，锂电池的化成是指对新生产电池初次充放电的过程，即利用化学和电化学反应激活，使电极上的活性物质转化成具有电化学特性的正、负极板，是影响电池寿命的重要环节。锂电池的化成过程要求非常严格，一般分为恒流充电，恒压充电，涓流充电和恒流放电四个过程，各个环节之间区别在于充放电过程中的电压和电流不同，以保证对锂电池良好的性能。
DC/DC变换器，也成为斩波器，是锂电池化成系统中的一个重要部分，原理是将某一种的直流电压转换为所需的另一种电压值不同的直流电压。在锂电池化成系统中，双向DC/DC变换器主要负责对充放电过程进行监控管理，根据最佳充电曲线对充电方式进行调整，并且对电池起到保护作用。不同于单向的DC/DC变换器，双向DC/DC变换器可以工作在正向和反向两种状态，实现能量的双向传输。因此，可以说双向DC/DC变换器的工作性能直接影响化成系统的总体功能，从而决定锂电池的使用效率和性能。
目前，国内采用传统的电阻放电装置和相控式有源逆变放电装置对电池化成中的放电过程进行处理，前者虽然结构简单，成本较低，较为普及，但会对能量造成极大的浪费，特别是在大容量电池的生产中。据统计，规模较大的电池生产厂家在电池化成中电能的费用占到生产成本的百分之二十至百分之三十。而后者也具有体积笨重和噪声污染大、交流输出功率因数低、对电网谐波污染严重等缺点，故很少采用。
本文介绍的主要内容是一套双向DC/DC变换器系统。其结构如下图1.1所示。系统工作时，通过上位机监控变换器的工作，并与其进行通讯，传输工作指令和实时数据。当锂电池需要充电时，由上位机通过总线对双向DC/DC变换器发送充电指令。双向DC/DC从48V蓄电池中获取能量，按智能充电曲线对锂电池充电。当锂电池需要放电时，通过上位机对双向DC/DC发送放电指令。双向DC/DC变换器从锂电池获取能量，将能量反馈会48V蓄电池内，实现了能量的反向输送。
总结
双向DCDC变换器设计
