摘要：本文设计一套双向DC-DC变换器，主要由主电路、控制电路、检测电路和保护电路组成，能自动实现对电池的充放电，充放电电流可在0～2A间自动调整。实测结果显示，该变换器在充放电时效率大于90%，在电动车辆电源的研究方面具有一定参考价值。

    随着社会的发展和科技的进步，能源和环境的可持续发展是当今世界的重要课题。双向DC-DC变换器在能源汽车、电梯运行、太阳能发电等领域得到了广泛应用。电动汽车作为绿色能源汽车得到了迅速发展，锂离子动力电池因能量密度高、体积小、循环次数多而成为优选的电动汽车动力源。常规的双向DC-DC变换器采用H型全桥型和2个开关器件构成的Buck型与Boost型拓扑结合型。前者相对来说开关器件较多、控制复杂，而后者使用单个开关器件的Buck型与Boost型结合在一起，具有结构简单、系统成本低、工作效率高、控制方法简单等特点，在小功率场合具有广泛的应用前景。

    1 系统结构与硬件电路设计
    1.1系统结构设计
    双向DC-DC变化器系统结构框图如图1所示。直流稳压电源提供30V直流电压，经过DC-DC进行降压后进行滤波，再通过STC89C51单片机，采用PWM波控制调整管T1占空比，得到比较平滑的直流输出电压，在供给负载工作的同时对电池组进行恒流充电。当电池组电量饱和，需要放电工作时，采用PWM波调节调整管T2、利用升压电路调节输出电压供给负载，以此实现无间断供电。

    1.2系统硬件电路设计
    双向DC-DC变换器需在直流稳压电源正常时由稳压电源提供电能供给负载工作，同时对储能电池进行充电；而在直流稳压电源不能提供电源时，由储能电池组供电，满足负载要求。该过程中，电池组的充放电能自动切换，保证实现无间断系统供电。
    双向DC-DC变换器主要由主电路、控制电路、检测电路和保护电路组成，主回路如图2所示。主电路包括直流降压斩波电路和升压斩波电路，当采用直流稳压电源供电时，利用STC89C51单片机产生PWM波，控制K1358场效应管T1的导通关断，实现降压对负载供电，同时对电能不足的电池组进行充电。当直流稳压电源不能正常供电时，电池组通过场效应管T2组成的直流升压电路供电给负载。控制电路由STC89C51单片机及控制信号调理电路组成，主要产生场效应管T1和T2在自动调整中所需要的PWM波。检测电路主要测量稳压电源和电池组两端的电压及在充放电过程中整个主回路的电流。直流稳压电源输出电压为32V，电池组电压为18V，工作电流可在0～2A自动设置和调节。

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