本发明专利技术公开了一种用于电池储能装置的双向DC-DC变换器，包括单片机控制模块、运放模块、按键模块、升降压模块、AD采集模块、DA调节模块、光耦控制模块、显示模块和辅助电源模块；按键模块与单片机控制模块连接，单片机控制模块与显示模块和辅助电源模块连接，升降压模块通过AD采集模块、DA调节模块及光耦控制模块与单片机控制模块连接。本发明专利技术的双向DC-DC变换器采用集成芯片做成的升压、降压电路，外围电路简单，通过电流可达3A，易受单片机控制，功耗小，效率高，且本发明专利技术质量轻，体积小，功率大，易于集成。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及双向DC-DC变换器，具体是一种用于电池储能装置的双向DC-DC变换 器。
技术介绍
随着分布式电源系统应用的普及推广以及电池供电移动式电子设备的飞速发展， 电源系统中需用的DC/DC电源模块越来越多，对其性能、功率密度、转换效率等要求也越来 越高，而这才能提高其平均无故障工作时间进而提高可靠性。因此如何开发设计出更高功 率密度、更高转换效率、更低成本、更高性能的DC/DC转换器始终是近二十年来电力电子技 术工程师追求的目标。例如：二十年前Lucent公司开发出第一个半砖DC/DC时，其输出功 率才30W，效率只有78%。 -般为了缩小DC/DC变换器的体积，提高功率密度，首先从大幅度提高开关电源 的工作频率做起，但这种努力结果是大幅度缩小了体积，却降低了效率。发热增多，体积缩 小，难过高温关。因为当时M0SFET的开关速度还不够快，大幅提高频率使M0SFET的开关损 耗、驱动损耗大幅度增加。 双向DC/DC变换器是可双象限运行的直流-直流变换器，能够根据实际需要调节 能量的流动方向，在功能上相当于两个单向直流-直流变换器。随着科学技术的发展，对双 向DC/DC变换器的需求逐渐增多，主要有直流不停电电源系统、航天电源系统、电动汽车等 应用场合。在需要能量双向流动的场合，双向DC/DC变换器的应用可大幅度减轻系统的体 积、重量和成本。本专利技术具有转换效率高达92 %，体积小，重量轻至210g，智能切换充放电 模式，过充、过流保护，还有高精度的电流、电压步进调节，步进值小达0. 01A，步进值还可以 任意设定，步进值稳定等功能。【
技术实现思路
】 为了解决上述问题，本专利技术提供一种用于电池储能装置的双向DC-DC变换器，该 转换器可实现电池的充放电功能，其模式可由按键设定，对电池组升压以达到大功率输出； 对直流稳压电源降压以达到对电池高效率充电，实现双向放电、充电，利用STC12C5A60S2 单片机作为主控和核心计算，通过AD采集模块采集电路的各种参数反馈给主控处理并发 出反应，借助DA调节模块、按键模块输出调节电路电流与电压，保证电源电路有高效率的 输出。 实现本专利技术目的的技术方案为： -种用于电池储能装置的双向DC-DC变换器，包括控制模块、运放模块、按键模 块、升降压模块、AD采集模块、DA调节模块、光耦模块、显示模块和辅助电源模块;AD采集模 块、DA调节模块、按键模块、光耦模块与控制模块连接，控制模块、显示模块和辅助电源模块 连接，运放模块与升降压模块连接，升降压模块通过运放模块与AD采集模块、DA调节模块 连接。 进一步地，所述控制模块中包括单片机，单片机的型号为STC12C5A60S2。 进一步地，所述按键模块设置有5个按键，分别为1(2，1(3，1(4，1(5，1(6，其中1(2、1(3控 制电流调节，其中K2、K3控制电流调节，K4控制电压与电流的步进值大小，K5调节模式切 换，K6控制重启复位电路。 进一步地，所述升降压模块中升压电路中的芯片为XL6009集成芯片，输入电压范 围为3. 5V-30V，输出电压范围为4. 0V-30V，开关频率400KHz，内置的二极管为肖特基二极 管。 进一步地，所述降压电路中芯片为LM2596集成芯片，输入电压范围为3. 5V-30V， 输出直3. 5V-30V电压连续可调，最大输出电流为3A，开关频率为150KHz。 进一步地，所述AD采集模块中的转换器为12位、八通道低功耗串行A/D转换器 MCP3208。 进一步地，所述DA调节模块中的转换器为12位、二通道输出低功耗串行D/A转换 器 MCP4922。 进一步地，所述显示模块中的显示屏为IXD12864液晶屏。 控制模块作为整个系统的主控部分，AD采集模块采集运放模块所放大升降压模 块的电压或电流信号反馈到单片机，按键模块键控步进调节电压或电流，单片机控制DA模 块电压输出转换器输出小电压，另外把输出小电压经过运放模块与升降压模块反馈电压形 成一积分反馈调节电路实现对电压电流调节，即AD、DA模块是通过运放模块控制升降压模 块；若电路中的电流大于设定值时，单片机通过光耦控制模块控制电路是否工作，实现过充 过流保护，显示模块可以实时显示电路中的各项参数显得更加直观可靠，辅助电源给单片 机模块，AD采集、DA调节模块供电。 本专利技术的优点：本专利技术的双向DC-DC变换器采用集成芯片做成的升压、降压电路， 外围电路简单，通过电流可达3A，易受单片机控制，功耗小，效率高。所采用的主控芯片 STC12C5A60S2单片机是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码、管脚 完全兼容传统8051，速度比传统8051单片机快8-12倍，程序编写简单易懂，显而易见，这种 单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可以进行加 密，成本降低。采用MCP4922电压输出数模转换器调节电压、电流的可控步进值精度高、稳 定性好，电流步进精度值可达〇. 01A ;具有过流、过充保护功能，实现设定电压自动切换充 电放电模式功能；且本专利技术质量轻，体积小，功率大，易于集成。【附图说明】 图1为本专利技术的结构框图； 图2为本专利技术中运放模块的基本电路图； 图3为本专利技术中按键基本电路图； 图4为本专利技术中光耦控制模炔基本电路图； 图5为本专利技术中辅助电源基本电路图； 图6为本专利技术的程序流程图。【具体实施方式】 如图1，一种用于电池储能装置的双向DC-DC变换器，包括控制模块、运放模块、按 键模块、升降压模块、AD采集模块、DA调节模块、光耦模块、显示模块和辅助电源模块;AD采 集模块、DA调节模块、按键模块、光耦模块与控制模块连接，控制模块、显示模块和辅助电源 模块连接，运放模块与升降压模块连接，升降压模块通过运放模块与AD采集模块、DA调节 模块连接。 控制模块采用STC12C5A60S2单片机作为主控芯片，主要用于控制升压芯片和降 压芯片处于工作或不工作状态，AD数据采集和DA输出调节电路的电压、电流的大小，计算 并通过LCD12864液晶屏显示出来；单片机直接控制按键模块，当指定的按键按下，将执行 相应的指令，如电流步进、电压调节或切换模式，经运放调节主回路的电压、电流参数。当按 键K5按下一次即切换充电放电模式，降压芯片工作，第二次按下即放电模式开启，升压芯 片工作；还具有过充保护，当AD采集回来的电压高于24V±0. 5V就停止充电。保证整个电 路处于正常工作状态。 运放模块选用opll77运放做成积分电路作为积分反馈环节，分别对电路的电压、 电流进行调节；做差分放大电路对电流信号进行放大，方便采集，运放模块电路图如图2所 不。 按键模块共设置了 5个按键，分别为分别为K2、K3、K4、当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于电池储能装置的双向DC‑DC变换器，其特征在于，包括控制模块、运放模块、按键模块、升降压模块、AD采集模块、DA调节模块、光耦模块、显示模块和辅助电源模块；AD采集模块、DA调节模块、按键模块和光耦模块与控制模块连接，控制模块、显示模块和辅助电源模块连接，运放模块与升降压模块连接，升降压模块通过运放模块与AD采集模块、DA调节模块连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴再群，覃焕昌，玉植广，林龙泽，陈振旺，
申请(专利权)人：百色学院，
类型：发明
国别省市：广西;45
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