电源-手把手教你制作双向DC-DC充放电电路(电池恒流充电,恒压放电)
前言
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下面是双向DC充放电电路的控制方案和具体电路,更详细的讲解请移步Bilibili:EDAdong。
设计目标和方案
1、主控器件为STM32F103C8T6
2、参数显示通过0.96寸OLED屏幕进行显示
3、电路拓扑结构选择同步整流DC-DC变换电路
4、驱动电路选择IR2104S半桥驱动芯片
5、电压检测选用OPA2188芯片
6、电流检测选用INA282电流放大芯片
7、步进值调节选用按键进行调节
8、电源选用电源适配器进行供电
9、输出端采用继电器保护
注意事项
电力电子涉及到功率电源,请务必谨慎操作,哪怕是我,都有因为操作不规范而受伤的时候,但只要你严格按照规范来,就不会有问题。
1、放电测试。
放电测试无特殊步骤,所以你拿到手以后可以对照着放电视频的过程去测试。放电时间尽量不要太久,如果过久电阻可能发热严重,建议拿个小风扇在电阻那里去吹降温,不要用手去触碰电阻,很热,小心烫伤。放电的流程是:
(1)不要接直流稳压电源,因为放电只涉及到电池组放电,不用开启直流稳压电源。
(2)接好电源适配器,按下接口处自锁开关上电,接上电池。
(3)上电后按下SET按键进入模式选择界面,在这个界面可以通过CHOICE按键选择工作模式,比如放电、比如充电。
(4)选择箭头指向的放电模式,会进入到放电电压界面,不用做修改,就是放电至30V.
(5)再按一下SET按键,就会进入放电流程,观察界面上的第一行第一个数字,直到他到达30V代表放电到了目标电压处,自此完成放电流程。
(6)按下SET按键可回到初始化界面,实现保护功能。
2、充电测试。
充电测试有一点小BUG,由于时间有限没有深入解决,但有解决方案,所以一定要严格按照如下规范来。
(1)直流稳压电源和电池先都不要开启和插上。
(2)电源适配器上电。
(3)连接直流稳压电源和电池,直流稳压电源上电,建议15-25V之间,15V最好。
(4)按下SET按键进入模式选择界面,通过CHOICE按键选择充电模式。
(5)按下电路板上复位键复位一次。
(6)然后再重新选择充电模式。
(7)进入充电模式以后可通过ADD和REDUCE按键改变充电电流的大小。ADD是增加电流,REDUCE是减小电流。设置好了以后按下SET按键执行充电流程。
(8)如果出现异常情况,比如直流稳压电源短路灯亮起,请立即按下SET按键,这样能够实现保护,当然如果电流过大电路板也会自动保护。如果你按照前面的步骤走下来,不会出现这种情况。
硬件电路
1、主电路拓扑
主电路拓扑结构选用同步整流主电路,拓扑结构其实跟BOOST电路和BUCK电路用的都是一样的,从左边往右边看就是一个降压的拓扑结构,从右边往左边看就是一个升压的拓扑结果。VDCIN通过继电器接入外部的直流电源正极,VDCOUT通过继电器接入外部的电池。
2、继电器电路
继电器电路DCIN端口就是普通的继电器电路,DCOUT做了一点小小的改变。P2的2号端口是接入的双向DC电路VDCOUT端,当对电池进行充电时,继电器处于常闭状态,53引脚连接在一起,电流流经二极管给电池充电,一方面限制了电流上升的速度,另一方面防止电流倒灌的情况出现。而反向放电的时候,P2的2号引脚就和1号引脚连接在了一起,这样放电的时候就是直接放电。
总原理图
PCB及3D实物图
总结
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