本設(shè)計(jì)主要由雙向DC-DC變換電路、測(cè)控顯示電路、輔助電源三部分構(gòu)成，其中雙向DC-DC變換電路降壓部分采用XL4016開關(guān)降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換芯片，最高轉(zhuǎn)換效率可達(dá)93%，升壓部分采用XL6019開關(guān)型升壓/降壓芯片，具有低紋波，輸入范圍廣，轉(zhuǎn)換效率高的特點(diǎn)。恒流部分采用PWM控制原理，形成一個(gè)閉環(huán)回路，控制電流恒定，恒壓部分完全由硬件控制，單片機(jī)輔助控制的方式。以上部分確保系統(tǒng)滿足題目要求，實(shí)現(xiàn)恒流充電，恒壓放電，過壓保護(hù)功能，并且有著較高的轉(zhuǎn)換效率。

　　在本次設(shè)計(jì)中恒壓部分完全有硬件控制，硬件自身形成一個(gè)閉環(huán)控制回路，對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)使其恒定題目要求的精度范圍。單片機(jī)通過光耦電路的工作與停止，恒流部分由PWM調(diào)節(jié)占空比，使其恒流。

　　一、系統(tǒng)方案

　　本設(shè)計(jì)主要由雙向DC-DC變換電路、測(cè)控顯示電路、輔助電源三部分構(gòu)成，其中雙向DC-DC變換電路降壓部分采用XL4016開關(guān)降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換芯片，最高轉(zhuǎn)換效率可達(dá)93%，升壓部分采用XL6019開關(guān)型升壓/降壓芯片，具有低紋波，輸入范圍廣，轉(zhuǎn)換效率高的特點(diǎn)。恒流部分采用PWM控制原理，形成一個(gè)閉環(huán)回路，控制電流恒定，恒壓部分完全由硬件控制，單片機(jī)輔助控制的方式。以上部分確保系統(tǒng)滿足題目要求，實(shí)現(xiàn)恒流充電，恒壓放電，過壓保護(hù)功能，并且有著較高的轉(zhuǎn)換效率。

　　1、雙向DC-DC變換電路的論證與選擇

　　方案1：由降壓斬波變換電路（即Buck變換電路）和升壓斬波變換電路（即Boost電路）組成雙向DC-DC變換電路，分別各使用一個(gè)全控型器件VT（IGBT或MOSFET），對(duì)輸入直流電源進(jìn)行斬波控制通過調(diào)整全控型器件VT的控制信號(hào)占空比來調(diào)整輸出電壓。

　　方案2：采用XL4016開關(guān)型降壓芯片和XL6019開關(guān)型升壓/降壓芯片構(gòu)成升壓、降壓電路具有低紋波，內(nèi)助功率MOS，具有較高的輸入電壓范圍，內(nèi)置過電流保護(hù)功能與EN引腳邏輯電平關(guān)斷功能。

　　綜合以上兩種方案，考慮到時(shí)間的限制，選擇了比較容易實(shí)現(xiàn)的方案2。

　　2、測(cè)量控制方案和輔助電源的論證與選擇

　　由于瑞薩單片機(jī)開發(fā)套件數(shù)量有限，所以我們選擇了一款相對(duì)便宜，速度快，性價(jià)比較高的STM32103V8T6作為控制器，顯示部分由于收到題目對(duì)作品重量的要求，選擇了質(zhì)量輕，分辨率較高的0.96寸OLED屏幕顯示。由于市場(chǎng)上所售開關(guān)電源模塊的，紋波大的因素，所以輔助電源選擇了一個(gè)較小的9V變壓器，進(jìn)行，整流濾波作為輔助電源。

　　3、控制方法的論證與選擇

　　方案1：采用PWM調(diào)節(jié)占空比的方法控制降壓芯片的控制端，達(dá)到控制恒流和控制恒壓的目的，采用PWM調(diào)節(jié)軟件較為復(fù)雜，而且PWM調(diào)節(jié)較為緩慢，軟件控制難度大。

　　方案2：恒壓部分完全有硬件控制，硬件自身形成一個(gè)閉環(huán)控制回路，對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)使其恒定題目要求的精度范圍。單片機(jī)通過光耦電路的工作與停止，恒流部分由PWM調(diào)節(jié)占空比，使其恒流。

　　綜合以上兩種方案，選擇軟件較為簡(jiǎn)單，硬件較為復(fù)雜的方案2。